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生物無機化学：[FeFe]ヒドロゲナーゼのバイオミメティックな組み立てと活性化
Nature 499, 7456 doi: 10.1038/nature12239
ヒドロゲナーゼは最も活性の高い水素生成・取り込み用分子触媒である。このため、これをうまく利用すると、新しいタイプの燃料電池の開発が進む可能性がある。[FeFe]ヒドロゲナーゼでは、1個のジチオレート架橋配位子、3個のCO配位子、2個のCN−配位子を含む特異な二核鉄中心（[2Fe]サブサイト）で触媒作用が起こる。この[2Fe]サブサイトは、複雑な多酵素生合成過程により、まず成熟酵素HydF上で組み立てられ、次にアポヒドロゲナーゼへと移されて活性化する。これまでに、合成化学を利用してこのサブサイトによく似た模倣体が合成されてきたが、いずれも天然の酵素活性を再現することはできていない。今回我々は、3種類の合成模倣体（異なるジチオレート架橋配位子を含む）を細菌Thermotoga maritima のHydFに担持させた後、アポ-HydA1（HydA1は藻類コナミドリムシChlamydomonas reinhardtiiのヒドロゲナーゼの1つ）に移せることを示す。3種のうち、アザジチオレート架橋を持つ模倣体を含むHydFハイブリッドタンパク質を用いた場合にのみ、HydA1は完全に活性化され、アザジチオレート架橋配位子が天然[FeFe]ヒドロゲナーゼの活性部位に存在することが裏付けられた。これは、特定のタンパク質骨格と活性部位の合成類似体とを組み合わせることによって、金属酵素の活性が制御された例である。この単純な方法によって、ヒドロゲナーゼ成熟に関する新しい機構的・構造的知見とともに、完全な成熟装置を必要とせずに野生型と変異型の組換え[FeFe]ヒドロゲナーゼを作製する類のない手段が得られる。
