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分光光度法アッセイを用いた酸化還元酵素の酵素活性測定

酸化還元酵素（オキシドレダクターゼ）は、ある分子から別の分子へ電子を移動させる反応を触媒する酵素群である。電子を供与する分子は電子供与体（還元剤）と呼ばれ、電子を受容する分子は電子受容体（酸化剤）と呼ばれる。酸化還元酵素は代謝過程において重要な役割を担い、解糖系、TCA回路、酸化的リン酸化、アミノ酸代謝など、有酸素・嫌気性の双方の経路に存在する。機能を発揮するために、酸化還元酵素はレドックス補因子を利用する。代表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）、補酵素B、補酵素Qなどがある。例えば、解糖系ではグリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼがNAD+をNADHへ還元する。一方、細胞内の適切なレドックス状態を維持するため、酸化的リン酸化経路においてNADHは再酸化されてNAD+に戻る。解糖系で生成したピルビン酸は、嫌気的解糖によりNADHを還元剤として乳酸へ還元される。これらのレドックス補因子は、構造中に1つ以上の芳香族または不飽和環状化学基を有する。その結果、補因子は還元型または酸化型、あるいはその両方の状態で紫外光または可視光を強く吸収する。この特性により、レドックス補因子は分光光度法による酵素アッセイにおける優れたレポーターとなる。 

酸化還元酵素は、オキシダーゼおよびデヒドロゲナーゼなど、複数のサブタイプに分類される。オキシダーゼは分子状酸素を水素または電子の受容体として用いる。これに対し、デヒドロゲナーゼは基質を酸化するために、水素をNAD、NADP、またはフラビンへ移動させる。その他の酸化還元酵素として、レダクターゼ、ペルオキシダーゼ、ヒドロキシラーゼ、オキシゲナーゼが挙げられる。レダクターゼは、多くの酸化還元反応が可逆であることから、オキシダーゼとして機能し得る。酸化還元反応の進行方向は、熱力学および反応速度論の双方に依存する。ペルオキシダーゼは過酸化水素の分解を触媒し、これは環境由来の侵入因子に対する生体防御機構の一部である。ヒドロキシラーゼは有機化合物にヒドロキシ基を導入し、オキシゲナーゼは分子状酸素由来の酸素を基質へ付加する。

Creative Enzymes は、あらゆるタイプの酸化還元酵素について、活性レベルの定量を目的とした分光光度法による酵素アッセイを提供しています：

酸化還元酵素は大規模かつ重要な酵素ファミリーとして、医薬品産業におけるアミノ酸、ステロイド、その他分子の合成、化学産業におけるスペシャリティケミカルの製造、臨床診断およびその他の分析用途、ならびに材料改質や汚染制御などの用途で広く利用されている。

分光光度法アッセイを用いた酸化還元酵素の酵素活性測定 図：ヒトのシトクロムP450レダクターゼ（EC 1.6.2.4）の構造。補因子NADPH（青）およびFAD（マゼンタ）、ならびに補欠分子族FMN（黄）を示す。
参考文献：Jin, Y.; Chen, M.; Penning, T.; Miller, W. Biochem. J. 2015, 468 (1), 25.


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