理化学研究所,科学技術振興機構(JST)

令和6年2月29日

理化学研究所
科学技術振興機構(JST)

酵素活性を向上させる因子の発見

~高性能酵素の開発、酵素多様性の解明に期待~

理化学研究所(理研) 環境資源科学研究センター 生体機能触媒研究チームの千葉 洋子 上級研究員、大岡 英史 研究員、中村 龍平 チームリーダーらの研究グループは、酵素活性を支配する要因として、近年注目されている酵素と基質の親和性の重要性を裏付けるとともに、アレニウスプレ因子など、基質親和性と並ぶ重要な因子があることを新たに発見しました。本研究成果は、高性能酵素の開発に貢献すると期待できます。

酵素は生物が持つ触媒で、特定の化学反応を加速する機能を持っています。酵素によって加速される反応速度の大きさを酵素活性と呼びます。酵素活性を決める因子を特定することは、生物進化の理解など、基礎科学的にはもちろん、高活性な酵素設計にもつながるため工学的にも重要です。

今回、研究グループは、多様なホスホセリンホスファターゼの活性を実験的に測定し、触媒化学の理論を用いて解析することで、酵素活性の支配因子を評価しました。その結果、近年、活性支配因子として確立されつつある基質親和性が重要であることを改めて示し、それと同程度の影響力を持つ別の因子があることも明らかにしました。本研究の成果により、これらの因子を最適化することで酵素活性の向上が可能であると考えられます。

本研究は、2024年2月26日付で科学雑誌「Angewandte Chemie International Edition」オンライン版に掲載されました。

本研究は、科学技術振興機構(JST) ACT-X「酵素の値再考察:最適値を決める因子の探索(研究代表者:千葉 洋子、JPMJAX20BB)」および同機構 創発的研究支援事業「非平衡状態における触媒反応ネットワーク理論の開拓(研究代表者:大岡 英史、JPMJFR213E)」による助成を受けて行われました。

<プレスリリース資料>

<論文タイトル>

“Rationalizing the Influence of the Binding Affinity on the Activity of Phosphoserine Phosphatases”
DOI:10.1002/anie.202318635

<お問い合わせ先>

(英文)“Discovery of factors to improve enzyme activity”

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