2022 年度研究成果報告書

新規反応を触媒する色素依存性L-グルタミン脱水素酵素の機能開発と応用

研究課題

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研究課題/領域番号	20K05834
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分38030:応用生物化学関連
研究機関	福井大学
研究代表者	里村武範福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (50412317)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード	酸化還元酵素 / L-グルタミン酸 / バイオセンサ
研究成果の概要	色素依存性L-グルタミン酸脱水素酵素(Dye-GluDH)は人工電子受容体存在下でL-グルタミン酸の酸化反応を触媒する酵素である。本酵素は人工電子受容体を介して基質の電子を電極へ伝達することが可能であることからL-グルタミン測定用バイオセンサ用素子として応用可能である。そこで、様々な種類の微生物を対象にDye-GluDHのスクリーニングを行った結果、好熱菌Geobacillus kaustphilus菌体内よりDye-GluDH活性を見出すことに成功した。さらに、本申請ではDye-GluDHの大腸菌によるタンパク質発現系の構築、バイオセンサ用素子としての機能評価にも成功した。
自由記述の分野	応用生物化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本申請で見出したDye-GluDHは、L-グルタミン酸を電気化学的に測定可能なバイオセンサを開発するうえで非常に高い有用性を示した。L-グルタミン酸は、食品の品質管理に有用なインジケーター、また、様々な病気に対する重要なバイオマーカーになることが知られている。これまでに、L-グルタミン酸を測定可能な最適なバイオセンサ用素子は、見出されていなかった。本申請で見出したDye-GluDHを用いてバイオセンサを構築できれば、これまでには無い簡便で高感度にL-グルタミン酸測定用のバイオデバイスの開発が可能となる。