セリン加水分解酵素の本来の機能は加水分解の触媒ですが、その誤作動として転移反応を触媒します。転移反応による生成物は多様であるため、この機能を利用して、様々なペプチドや機能物質の合成に挑戦しています。これまでに、放線菌由来の酵素を利用して、食肉から抽出される筋肉成分“イミダゾールジペプチド”や、農薬のリード化合物であるジケトピペラジン類、ジペプチド同士のライゲーションによるテトラペプチドとブロックポリマーの合成を実現しました。また、緑膿菌由来の酵素を利用して、様々なアセチル化物質の合成にもチャレンジしています。

キチンはセルロースに次いで生産量が多い多糖で、次世代バイオマスとしての利用に期待されています。しかし、その強固な構造から分解が難しく、未だ有効利用に至っていません。これまでに、数種のカニ殻分解放線菌を単離し、そのゲノム構造を決定しました。また、 カニ殻分解放線菌による直接的なカニ殻の分解や複数のキチン分解酵素の生産を実現しました。本研究では、カニ殻分解放線菌が生産するキチン加水分解酵素の廃棄物処理や農業分野への利用、そしてキチンを材料とした機能糖の生産を目指しています。

様々な酵素が産業や生活に役立っていますが、その多くが非常に高価で再利用が望まれています。また、センサーなどでは、酵素反応を特定の場所で行う必要があります。しかし酵素による反応を特定の場所で行い、使用後に回収して再利用するには酵素の固定化が必要です。私たちはこれまでに、ガラスカイメンのシリカ骨格からシリカ形成タンパク質を見出しました。このタンパク質はシリカに強く吸着し、ケイ酸からシリカを形成します。この機能を利用して、これまでにGSTという酵素のシリカへの固定化に成功しました。この固定化技術は今後、リアクターや分析・診断に利用可能なセンサーへの応用に繋げていきます。