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本研究課題においては、電極からシトクロームP-450camへの電子授受を手段として酵素活性調節の要因を明らかとし、効率的な電極によるシトクロームP-450cam活性発現の方法を開発し、次いで、開発した電極・シトクロームP-450camシステムによる種々の不斉有機化合物の合成法を開発する。上記目的のため、本年度は昨年度作成したシトクロームP-450camと電子伝達タンパク質であるプチダレドキシンを一つのポリペプチド鎖につなげたハイブリッドタンパク質の電気化学的挙動と、その触媒活性について検討した。
シトクロームP-450cam-プチダレドキシンハイブリッドタンパク質をポリアクリル酸コート炭素電極上に種々の方法で固定化した結果、固定化に長鎖リンカーとWSCを用いたとき、再現性のある可逆的なCV応答が観測された。一方、短鎖リンカーを用いて固定化した場合にはファーストスキャンのみにCV応答が観測された。シトクロームP-450camのみを固定化した電極と比較した結果、ハイブリッド固定化電極では過酸化水素の生成が顕著に減少し、酵素反応における副反応である自動酸化によるスーパーオキシドの生成が抑制され、よりプロダクティブな反応経路が優勢になることが明らかとなった。触媒活性はシトクロームP-450camのみを固定化した電極よりハイブリッドタンパク質を用いたものが数倍高い値が得られた。しかしながら、有機合成に使用するには、さらに高い触媒活性と酵素の電極への固定化量の増加が必要である。
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