糖からエネルギーや生体成分を生み出す酵素

細胞の中で働く代謝酵素の新しい性質について研究しています。代謝は生命に必須の働きですが、代謝酵素はいわばその実働部隊です。

特に糖からエネルギーや生体成分を生み出す解糖系は、多くの生物で中心となる代謝経路の一つです。この解糖系酵素群ですが、実は近年、代謝以外にも様々な働きをすることが明らかになってきました。

代謝に加え、いくつもの役割をこなす

解糖系酵素の代謝以外の働きは、細胞内での転写調節や、細胞外での生物間相互作用に関わる機能まで様々です。解糖系酵素が代謝に加えていくつもの役割をこなすのは、細胞にとってはタンパク質を転写-翻訳する際にかかる負担を抑えつつ、生命活動に必要な多様なプロセスを動かすという、非常に合理的な仕組みとして捉えられています。

従来、解糖系酵素は細胞の中に均一に存在し、代謝にのみ関与すると考えられてきました。ところが実際には細胞内外の様々な場所にいて、多様な機能を果たしている。当時大学院生だった私はそれを知って、解糖系酵素の多様な局在がどうやって制御されているのかを知りたいと思いました。

集合して代謝効率を上げる

解糖系酵素の局在制御について調べているとき、とある失敗から、ある条件では解糖系酵素が細胞の中で集合して、糖代謝を早めていることを偶然見つけました。これは、細胞内で酵素が集合することで代謝効率を上げるという、新しい現象の発見でした。

現在は、酵素の局在変化と機能がどう制御され、関係しているのか、また、その原理を化成品や医薬品原料等の生産に応用できないかについて研究しています。研究を進めるにつれ、予想を超えた酵素の新しい姿が次々にみえてきて、どんな着地点に至るのかが楽しみです。