シトクロムP450酵素は、化学合成困難な医薬品等の有用物質生産の重要なツールとして注目され、微生物中のP450酵素反応を利用する微生物変換プロセスが一部実用化されています。しかしながら、１）酵素活性が低い（←酵素への電子供給が遅い）こと及び２）物質変換効率が低いことによるコストが問題となっています。本技術は、電気化学法の利点を活用して、これら従来技術の課題を克服する「P450バイオプロセスの高効率化技術」になります。

　本技術では、P450酵素を独自の機能電極界面上に固定し電圧を印加して同酵素反応を駆動します。この方法では、電子移動反応の駆動力を容易に増大でき、また最適な電子移動経路の構築も可能となることから、酵素への迅速な電子供給が可能となり、活性が大きく向上します。更に、開発するP450電極技術をマイクロ流路技術と組み合わせることで、大きな比表面積（反応溶液体積に対する電極面積の割合）効果を利用して、物質変換効率を飛躍的に向上できると考えています。

（１）

通常は電極から酵素へ電子を供給することは困難ですが、簡易ナノ構造を有する電極界面を用いることで、P450酵素への迅速な電子の供給が可能になったことが大きな特徴です（発表論文1, 2, 特許1）。

（２）

しかしながら、ナノ構造界面のみでは、酵素の安定性に問題があり（電圧印加の繰り返しにより酵素が失活する）、これを解決するための"機能性ナノ構造界面"の開発を現在行っています（特許出願予定）。

（３）

本技術は、上記有用物質生産のみならず、新薬開発や薬物投与設計に重要な「ヒト薬物代謝P450酵素による薬剤の代謝アッセイ」の低コスト化・迅速化にも有用な技術です。また、他の酸化還元酵素、例えばグルコース酸化酵素を利用する血糖値センサの簡便化・低コスト化等への応用展開も可能になる特徴を有しています。

１.P450酵素反応を利用した有用物質生産の場合

２.ヒト薬物代謝P450酵素による薬物の代謝評価の場合

　本研究では機能性ナノ界面を用いることで、これまで不可能であったP450酵素の安定な電気的駆動を可能にします。これにより、医薬品等の有用物質生産に用いられているP450バイオプロセスにおいて、従来の半分以下の時間で同等以上の生産を実現できると予想され、大幅なコストダウン（効率化）が期待されます。また、本技術は電極-酵素間の電子授受のための基盤技術となることから、酸化還元酵素を利用するセンサや電池分野への応用展開も期待されます。ご興味をお持ち頂けましたら、お気軽にご連絡頂けますと幸いです。