2019 Fiscal Year Annual Research Report
Characterization and application of a novel dye-linked L-lactate dehydrogenase from thimophilic archaea
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17K07748
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
里村 武範 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (50412317)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 酸化還元酵素 / バイオデバイス / 好熱菌 / 乳酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請では超好熱性アーキア由来色素依存性L-乳酸脱水素酵素 (Dye-LDH) のアーキアを宿主としたタンパク質発現系の構築と乳酸を定量あるいは乳酸を燃料とするバイオデバイス用素子としての機能評価を行うことを目的として研究を進めた。本Dye-LDHを好熱好酸性アーキアSulfolobus acidocaldariusを宿主とする組換えタンパク質発現系の構築に成功し、酵素の簡便な精製法の確立に成功した。精製酵素を用いて本酵素の詳細な性質を解析した結果、Dye-LDH活性を有する触媒サブユニットと鉄-硫黄クラスターを有する電子伝達サブユニットからなるヘテロ複合体構造を取ることが明らかとなった。また、明らかになったDye-LDHのサブユニット構造から、本酵素は、一般的に酵素-電極間での電子授受にはメディエーターを必要とするmediated electron transfer 反応ではなく直接電子移動（DET)反応を行うことができる可能性が示唆された。そこで、本酵素のDET反応を確認するために、カーボンナノチューブ（CNT)とDye-LDHを電極に修飾したDye-LDH/CNT電極を作成し基質添加による電極反応を解析した。その結果、メデイエータ非存在下で、基質の添加によって電流応答が増大し本酵素のDET反応の検出に成功した。これまでに、超好熱菌からDET反応を行うことが可能な酵素は見出されておらず、今回が初めての発見例となった。
現在、本研究成果を国際誌に投稿準備中である。
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