新たなバイオデバイスの可能性を探る酸化還元酵素の構造解明の成果

酸化還元酵素の構造解明がもたらす未来

東京理科大学の研究チームが、電気化学小角X線散乱法（EC-SAXS）を駆使して酸化還元酵素として知られるビリルビンオキシダーゼ（BOD）の構造を解明したというニュースが届きました。この研究は、バイオデバイスの開発や性能向上に大きな期待を寄せるものです。

研究の背景と目的

酸化還元酵素は、生体内で行われる化学反応で重要な役割を果たしています。その特性を活かし、例えばバイオセンサやバイオ燃料電池などのデバイスに応用されています。中でも、BODは強い活性を持ち、中性条件下での利用が見込まれるため、エレクトロニクス分野において新たな可能性を秘めています。
しかし、BODにおける酸化還元反応中の構造変化については未だ不明点が多く、これを解明することが求められていたのです。

研究の方法と結果

本研究では、東京理科大学創域理工学部の四反田功准教授、Noya Loew博士、澤原千晶氏、資生堂の小倉卓氏、アントンパール・ジャパンの高崎祐一氏をはじめとする共同研究グループがEC-SAXSを用い、BODの酸化体と還元体のX線散乱データを取得しました。その結果、酸化体は開いた構造（オープン型）を主に形成し、一方で還元体は閉じた構造（クローズド型）を形成することが明らかにされました。

具体的には、酸化体と還元体ではそれぞれ異なる物理的特性、例えば平均最大直径や分子量が測定されました。これにより、BODが酸化還元反応の際に構造を変化させることがわかりました。特に、T1 Cuを含む銅イオンの電荷の違いが、これらの構造変化に寄与している可能性が示唆されています。

今後の展望

この研究成果は、2024年12月31日に国際学術誌「Langmuir」に掲載され、世界中の研究者に影響を与えることでしょう。四反田准教授は、「この技術により、酵素の挙動を正確に把握し、バイオセンサやエレクトロニクスの分野において新たな可能性を開くことが期待される」としています。
この様な新たな手法が、将来のスマートライフに必要不可欠なデバイスの進化を予感させます。