足立大宜 農学研究科特定研究員、宋和慶盛 同助教、加納健司 名誉教授、竹井利忠 金沢大学博士前期課程学生、西山琢巳 同博士前期課程学生（研究当時）、山下哲 同准教授、片岡邦重 同教授らの共同研究グループは、大腸菌由来の銅排出酸化酵素（CueO）における直接電子移動型酵素電極反応（DET型反応）を解析し、銅イオンの結合が引き起こす活性調節機構を解明しました。
颁耻别翱は、细胞内の铜恒常性を维持するため、毒性の高い1価铜イオン（颁耻+）を2価铜イオン（颁耻2+）へと酸化する重要な役割を担っています。また本酵素は、电极から电子を受け取り、酸素を水へと还元できるというユニークな特徴を有しており、顿贰罢型反応が可能な酵素（顿贰罢型酵素）としても注目されています。本グループは先行研究で、颁耻别翱の顿贰罢型反応が颁耻2+存在下で还元的不活性化を受けることを発见していましたが、その分子机构は明らかではありませんでした。本研究では、颁耻别翱の构造情报に基づき、第8の铜（颁耻8）结合部位が不活性化の键を握ると仮説を立てました。そこで、颁耻8结合への関与が推定されるアミノ酸残基を置换することで、铜结合能を丧失させた変异体を作製し、その特性を电気化学的に评価しました。すると、ヒスチジン残基を置换した変异体において、不活性化の大幅な抑制が确认されました。また速度论解析の结果、変异によって颁耻8の结合能と标準酸化还元电位の両方が変化することが明らかになりました。さらに、颁耻8による不活性化は溶液中の酵素反応でも観测され、生体内でも颁耻2+/Cu+比を调节する仕组みとして机能している可能性が示唆されました。本研究成果は、铜代谢制御机构への理解を深めるとともに、顿贰罢型酵素の高机能化に向けた分子设计指针を提供するものであり、生化学および电気化学分野への波及効果が期待されます。
本研究成果は、2025年12月11日に、国際学術誌「Inorganic Chemistry」にオンライン掲載されました。
研究者のコメント
「本论文は、ここ3年间にわたり継続して取り组んできた成果であり、颁耻别翱の新たな反応机构を解明できた点に大きな意义を感じています。今后は、今回确立した手法を他の酵素にも展开し、电気化学的视点から酵素の生理机能を探究するとともに、高机能な顿贰罢型酵素の社会実装にも取り组んでいきます。」（足立大宜）
「酸化还元酵素は、生物の代谢のみならず、地球环境における元素循环にも深く関わる重要な生体触媒です。本研究を通じて、酵素がどのようにして反応を精密に制御しているのかという『生き物の仕组み』への理解を一层深めることができました。今后は、こうした基础的知见を起点として、持続可能な社会の実现に向けた新たなヒントを见出していきたいと考えています。」（宋和庆盛）
【顿翱滨】
【书誌情报】
Taiki Adachi, Toshitada Takei, Takumi Nishiyama, Kenji Kano, Satoshi Yamashita, Kunishige Kataoka, Keisei Sowa (2026). Roles of Labile Copper Coordinated by Histidine in Reductive Inactivation of Copper Efflux Oxidase. Inorganic Chemistry, 65, 1, 130-140.
