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酸化還元酵素のスペクトロフォトメトリックアッセイを用いた酵素活性測定

酸化還元酵素は、電子を一つの分子から別の分子に移動させる触媒作用を持つ酵素のクラスです。電子を供給する分子は電子供与体または還元剤と呼ばれ、電子を受け取る分子は電子受容体または酸化剤と呼ばれます。酸化還元酵素は代謝過程において重要な役割を果たします。これらは、解糖系、TCAサイクル、酸化的リン酸化、アミノ酸代謝など、好気的および嫌気的経路の両方に存在します。酸化還元酵素は、その機能を完了するためにレドックス補因子を利用します。一般的なレドックス補因子には、FAD（フラビンアデニンジヌクレオチド）、Fd（フェレドキシン）、FMN（フラビンモノヌクレオチド）、NAD（ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）、NADP（ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸）、コエンザイムB、コエンザイムQなどがあります。例えば、グリセラルデヒド-3-リン酸脱水素酵素は、解糖系でNAD+をNADHに還元します。一方、NADHは酸化的リン酸化経路で再酸化されてNAD+となり、細胞の適切なレドックス状態を維持します。解糖系でピルビン酸が生成され、その後、嫌気的解糖を通じてNADHを還元剤として乳酸に還元されます。レドックス補因子は、その構造に一つ以上の芳香族または不飽和環状化学基を持っています。その結果、補因子は還元型または酸化型、またはその両方でUVまたは可視光を強く吸収します。これにより、レドックス補因子は分光光度法による酵素アッセイの完璧なレポーターとなります。 

酸化還元酵素は、酸化酵素や脱水素酵素を含むさまざまなサブタイプに分類できます。酸化酵素は、分子酸素を水素または電子の受容体として使用します。対照的に、脱水素酵素は基質を酸化するために水素をNAD、NADP、またはフラビンに移動させます。他の酸化還元酵素には、還元酵素、ペルオキシダーゼ、水酸化酵素、酸素酵素が含まれます。還元酵素は、ほとんどのレドックス反応が可逆的であるため、酸化酵素でもあります。レドックス反応の方向は、熱力学と動力学の両方に依存します。ペルオキシダーゼは、環境侵入者に対する自然な防御プロセスである過酸化水素の分解を触媒します。水酸化酵素は有機化合物に水酸基を取り込み、酸素酵素は基質に分子酸素から酸素を追加します。

クリエイティブエンザイムは、すべてのタイプの酸化還元酵素の活性レベルの定量化において分光光度法による酵素アッセイを誇りを持って提供しています：

酸化還元酵素は大きく重要な酵素ファミリーとして、アミノ酸、ステロイド、その他の分子の合成のために製薬業界で広く使用されており、特殊化学品の生産のために化学業界で、臨床診断やその他の分析アプリケーションで、さらに材料の改良や汚染管理などの他の用途でも使用されています。

分光光度法による酸化還元酵素の酵素活性測定 図：補因子NADPH（青）およびFAD（マゼンタ）、および補助基FMN（黄色）を示すヒトシトクロムP450還元酵素（EC 1.6.2.4）の構造。
参考文献：Jin, Y.; Chen, M.; Penning, T.; Miller, W. Biochem. J. 2015, 468 (1), 25.


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