構造化された生体膜・オルガネラモデル系における機能発現

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タンパク質が置かれている周囲の環境にある高次構造をとらせることによってタンパク質そのものの機能を制御することも、広い意味における高次構造に関わる問題である。この観点から、今年度は生体素子である酵素がそれを取り巻く媒体中の構造形成によってどのような影響を受けるかについて研究をおこなった。/非イオン性界面活性剤の一つで膜タンパク質可溶化試薬として有用であるアルキルグルコシド(AG)をとりあげ、その形成する液晶構造について研究した。また酵素としては微生物性のアルカリプロテアーゼを対象とした。まず低活性剤濃度領域における酵素反応に対する効果を検討し、その後高濃度-含有機溶剤系における構造性と反応性との関係を検討した。/低濃度領域においてAGは酵素活性を低下させ、活性低下の割合はほぼpHにはよらない。この効果は、酵素に対する不可逆的な作用によるものではなくいわゆる酵素の拮抗阻害剤としてのものであると推測された。/高濃度-水-有機溶媒系では、各成分の存在比により界面活性剤のとる構造が種々存在する。水/βOG/オクタノールの三成分の相図において主な相としては微エマルジョン、ラメラ、ミセルが存在する。組成変化に対応して酵素活性は特徴的に変化した。水分率低下に伴う酵素活性の低下については、有機溶媒の効果、反応系の粘性の増加による酵素分子の動きの制限、βOGによる阻害、加水分解への直接的効果など多くの因子が考えられるが、活性の増加を伴う変化の要因としは、構造変化に追随する酵素および基質の分配・局所濃度変化(増加)が主要な原因であると考えられる。何れにしろこのような結果は、環境構造の変化を通じて酵素活性を制御できる可能性を示唆するものである。