シトクロムP450（P450）は自然界に広く分布し、また多岐にわたる反応を触媒する興味深い酵素であり、この酵素が工業的に利用可能となれば、反応経路を短縮でき、有用物質が効率的に合成できるようになるものと考えられる。しかしながら、効率的な還元系を構築することが必要条件となる。還元系として、電極から直接電子を得る方法、NADHなどの低分子化合物を用いる方法、過酸化水素を用いたシャントパスの利用などについての研究をこれまで行ってきている。また、P450の基質の多くは脂溶性化合物であり、基質が易溶な非水溶媒中で酵素反応を行えば効率的な反応が期待できる。水に不溶かつ低極性溶媒に可溶な化学修飾P450を作製することで、酵素反応を低極性溶媒相で行い、生成物を水相で回収する二相系のバイオリアクターの構築が可能になるものと考えられる。生体由来の酵素を原料として、それらをタンパク質工学や化学的な手法を駆使して望むものに改変することにより、最終的には、実用に耐え得る人工酵素を作り出したい。

Cytochrome P450s are heme-thiolate enzymes found in organisms from all domains of life. This versatility makes P450 enzymes potentially useful catalysts for biosensors, biomedical devices, and bioreactors. However, there are mainly two difficulties for the application of P450s to biodevices. (i)The P450 enzymes are relatively unstable. (ii)The monooxygenation reaction requires specific redox partners and electron donors such as NADH. We study on the improvement of the electron donating system for thermophilic cytochrome P450 and additionally, the solubilization of cytochrome P450 in organic solvents to enhance reactivity.