大象传媒

　私たちの细胞内では多くの酵素が电子をやり取りしながら协力して働いていますが、酵素の働きを直接観察することは难しい课题でした。本研究では、电极から电子を注入することで复雑に相互作用する呼吸関连の酵素を駆动し、その机能を详しく分析する新技术を开発しました。

　私たちが呼吸する际には、特定の酵素间で电子のやり取りが起こり、酸化や还元といった重要な化学反応がとても効率的に进行します。このような复雑な细胞内の酵素の働きを理解することは、科学の発展や新薬の开発などの幅広い分野で重要です。これまで、细胞内で単独で机能する限られた酵素の研究はなされてきましたが、呼吸に関わる酵素のように复雑に相互作用する酵素の働きを详しく调べることはできませんでした。

　本研究では、微生物细胞内に电极を使って高速に电子を注入することで呼吸酵素を駆动し、その働きを电流で测定、解析する新しい手法を开発しました。微生物の细胞膜は电気を通さない性质を持っていますが、本研究では细胞内への电子移动を加速させる电子ミディエーターという分子を用いることでこの问题を解决しました。この手法により、酵素反応を电流として测定?解析することが可能になります。さらに、多数のサンプルの同时测定ができる独自开発した电気化学装置と组み合わせ、细胞内の酵素の働きを効率的に分析する技术の开発にも成功しました。

　これまで、细胞内は多くの生体高分子で混み合っているために、酵素反応がその影响を大きく受けるとされていました。本研究では、酵素反応はそのような高分子混雑効果による影响よりも、细胞内の异なる酵素との电子伝达作用による影响をより大きく受けていることを初めて示しました。

　この技术を使えば、呼吸に関连したさまざまな酵素の细胞内での働きを明らかにできる可能性があり、今后、复雑な细胞内の酵素间の相互作用を理解するための基盘技术としての活用が见込まれます。また、酵素をターゲットとする新规薬剤の开発などにも役立つと考えられるため、病原性细菌の杀菌剤の开発や酵素に関连する疾患の治疗法开発など医疗分野への展开も期待されます。

笔顿贵资料

プレスリリース

研究代表者

筑波大学 生命环境系

掲载论文

【题名】

Decoding In-Cell Respiratory Enzyme Dynamics by Label-Free In-situ Electrochemistry
（ラベルフリー颈苍-蝉颈迟耻电気化学による细胞内呼吸酵素动态の解明）

【掲载誌】

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

【顿翱滨】

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