ピルビン酸-フェレドキシン酸化還元酵素固定電極の開発

丙酮酸-铁氧还蛋白氧化还原酶固定电极的研制

• 批准号: 18J12028
• 负责人: 竹中 慎
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18J12028/
• 关键词: ピルビン酸-フェレドキシン酸化還元酵素; アセチルCoA; 酵素固定化; 金属錯体; Citrobacter sp. S-77; 酵素固定電極

代表者は、アセチルCoA合成反応を触媒する固定化ピルビン酸-フェレドキシン酸化還元酵素(PFOR)を初めて開発した(Bioresour. Technol. 2017)。PFORによる反応では電子が生じるため、電子受容体が溶液中に必要となる。より実用的な系のためには、電子受容体が溶液中に存在しないのが望ましい。本研究ではPFOR固定電極の開発を目的とした。電極へのPFORの固定で、生じた電子を直接取り出すことが可能となる。まずCitrobacter sp. S-77由来PFORのカーボンブラック(以下CB)への担持を、タンパク質定量、酵素活性測定で評価した。CBへのPFORの吸着は示唆されたが、PFOR吸着CBによる反応ではアセチルCoAは検出できなかった。この結果はCB表面への吸着によるPFORの変性、失活を示唆している。次に、PFORをCBへ担持させる際のスペーサーとして、電子の受容が可能なPdRh錯体(以下PdRh)を導入し、酵素自身のCBへの吸着による変性の防止を着想した。PdRhにCB表面と特異的に結合する部位を導入することで、酵素反応で生じた電子がPdRhを経てCB、電極へ移動することをねらう。錯体の使用を着想したのは、本課題と関わる別課題(Chem. Asian J. 2018)で報告者が金属錯体を研究対象としていたためである。これまでに、PFORが触媒する反応でPdRhが電子受容体として機能可能か評価した。複合化前のPFORとPdRhの反応を緩衝液中で試み、紫外可視分光法や高速液体クロマトグラフィー分析で評価した。前者ではPdRhの吸収スペクトルの変化が、後者では添加した錯体量に対し非常に微量ではあるがアセチルCoAの生成が確認された。これらの結果より、PFORが触媒する反応においてPdRhが電子アクセプターとして機能している可能性が示唆された。

The representative is the initial development of an immobilized enzyme (PFOR) for the synthesis of CoA (Bioresource). Technol. 2017)。PFOR example, the electron acceptor is necessary in the solution. The electron acceptor exists in the solution. This study aims at the development of PFOR fixed electrodes. The electrode is fixed, and the electrons are directly extracted. Citrobacter sp. S-77 is derived from PFOR and is evaluated for its support, quality and enzyme activity. CB's PFOR absorption is not easy, PFOR absorption CB is not easy. The results show that the adsorption of CB surface and the inactivation of PFOR are different. Second, PFOR is responsible for the absorption of PdRh complex (hereinafter PdRh) and the absorption of CB complex of enzyme itself. PdRh surface and specific binding sites are introduced, enzymes are produced, and PdRh surface and electrode are moved. This topic is related to other topics (Chem. Asian J. 2018). PdRh is an electron acceptor and its function may be evaluated. PFOR and PdRh reaction buffer solution before complexation were tested and evaluated by ultraviolet visible spectrophotometry for high-speed liquid chromatography analysis. The former is the absorption of PdRh, the latter is the addition of a very small amount of PdRh. As a result, the PFOR catalyst has the potential to be used as an electronic catalyst.

项目成果

Oxidation of Guanosine Monophosphate with O2 via a Ru-peroxo Complex in Water

通过水中的钌-过氧配合物用 O2 氧化单磷酸鸟苷

• DOI: 10.1002/asia.201801267
• 发表时间: 2018
• 期刊: Chem. Asian J.
• 作者: Takenaka;Makoto; Kikkawa;Mitsuhiro; Matsumoto;Takahiro; Yatabe;Takeshi; Ando;Tatsuya; Yoon;Ki-Seok; Ogo;Seiji
• 通讯作者: Seiji