環境負荷を低減する補酵素F420の新技術が明らかに！

補酵素F420の電極反応を利用した新技術が開発

国立研究開発法人産業技術総合研究所（産総研）と筑波大学、海洋研究開発機構の研究チームが、補酵素F420を電気化学的に酸化・還元する技術を世界で初めて確立しました。この技術は、化成品、特に燃料や医薬品の分子を、より低い環境負荷で製造する可能性を秘めています。以下では、この研究の詳細について探ります。

補酵素F420とは？

補酵素F420（以下F420）は、微生物や酵素の代謝活動に必要な電子運搬体です。その強力な還元力によって、生物が必要とする様々な有機化合物の合成をサポートします。また、F420を介した酵素の還元反応は、特定の基質の立体選択的な還元が可能であり、環境に優しい合成法として注目されています。

研究の背景と意義

近年、持続可能な化学反応系が求められる中、酵素を用いた反応が再評価されています。酵素は反応条件が穏やかであり、副産物が少ないため、環境に優しいプロセスとされています。しかし、これまでF420を利用した電気化学的反応系は構築されたことがありませんでした。

この研究では、メタン生成古細菌（メタン菌）がF420を用いる生物学的プロセスに着目し、その電極における酸化還元反応を実現するための新しい技術を開発しました。この技術により、F420の性質を電気的に調整し、安定した有機化合物を生成することが可能となります。

成果と今後の展望

研究チームは、F420を電極を通じて酸化体から還元体へと変換する技術を確立しました。また、この技術はバイオセンサーの開発への応用も期待されています。具体的には、F420の酸化・還元状態をリアルタイムでモニタリングし、メタン菌の代謝活性を把握することができる可能性があります。この技術は、必要な栄養素をタイムリーに供給するための基盤となり、天然ガスの生産プロセスにも寄与すると考えられています。

さらに、F420の電極反応の特性を基にした高効率の酵素修飾電極の開発が進められています。これにより、F420を簡便に還元体に変換し、産業利用や学術研究へと広がることが期待されます。