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電気化学測定法を用いる不溶性基質の酵素的加水分解反応の速度解析

使用电化学测量对不溶性底物的酶促水解反应进行动力学分析

基本信息

批准号：
18780077
负责人：
巽広輔
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Fukui Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

デンプン,セルロース等の酵素的加水分解反応は,従来それら多糖懸濁液中での反応の追跡が困難であったため,詳細な速度論的研究は行なわれてこなかった。これまでの研究において筆者らは,グルコアミラーゼによるトウモロコシ由来デンプン粒の加水分解反応およびセロビオヒドロラーゼによる微結晶セルロースの加水分解反応を,電気化学バイオセンサーを用いることにより追跡し,反応初速度の解析を行なった。その結果,加水分解反応速度は,i)酵素の基質表面への吸着,ii)酵素基質複合体の生成,iii)生成物の放出の三段階機構を仮定して導かれた速度式により説明できることが明らかとなった。今年度は,基質を6つの植物種(イネ,コムギ,トウモロコシ,キャッサバ,サツマイモ,ジャガイモ)由来のデンプン粒とした系について検討を行なった。グルコースオキシダーゼを固定化したセンサーを作製し,それにより各種デンプン粒懸濁液中のグルコース濃度に比例した電流値を連続的に測定した。デンプン粒懸濁液中にグルコアミラーゼを添加した後の電流上昇の傾きより,定常状態における加水分解反応速度が得られた。その反応速度は,粒径の小さい,すなわち比表面積の大きいデンプン粒を用いたときほど大きくなった。反応速度および酵素の基質表面への吸着量の解析から各種パラメータを決定した結果,酵素のデンプン表面への吸着しやすさはデンプンの種類による違いがほとんどみられないが,吸着した酵素の活性はデンプンの種類により異なることが示された。速度パラメータとデンプン結晶構造との比較等についても検討し,それらの研究結果を学術誌(Bioscience,Biotechnology,and Biochemistry,71,946-950(2007))において発表した。

It is difficult to trace the hydrolysis reaction of polysaccharide suspension by enzyme such as In this study, the author intends to analyze the initial velocity of the hydrolysis reaction of the micro-crystal particles and the electrochemical reaction of the hydrolysis reaction of the micro-crystal particles. As a result, the rate of hydrolysis reaction is: i) adsorption of enzyme on substrate surface,ii) formation of enzyme matrix complex,iii) three-stage mechanism of product release. This year, the substrate of 6 plant species (i.e., plant, plant For example, if the amount of water in the suspension is too high, the concentration of water in the suspension will be too low. In the case of particle suspension, the current rises and falls after addition, and the hydrolysis reaction rate is obtained in the steady state. The velocity of reaction is small, the particle size is small, and the surface area is large. As a result, the adsorption rate of the enzyme on the surface of the substrate is determined according to the type of adsorption, and the adsorption activity of the enzyme is determined according to the type of adsorption. The results of this study are presented in Bioscience,Biotechnology,and Biochemistry,71,946-950(2007).