시즈오카 현립 대학의 나카노 죠고 조교 등의 연구팀은, 제5의 과학(이론 과학·실험 과학·계산 과학·정보 과학을 융합시킨 과학)에 기초한 인공 설계법에 의해, L-아미노산 산화 효소를, 저 비용으로 제조하는 기술 개발에 성공했다.
생물에 보편적으로 존재하는 L-아미노산 산화 효소는 생체 내에서 L-아미노산으로부터 케토산을 생합성하고 있다.산업이용에서는 합성이 어려운 케토산이나 희소한 D-아미노산을 합성할 수 있는 등 유용성이 높고, 중분자 의약품, 파인케미칼, 에너지 등 폭넓은 분야에서의 응용이 오랜 기대되고 있다.그러나 세계 각지에서 탐험된 천연형 L-아미노산산화효소는 모두 난생산성이고 저렴한 조정이 어려웠고, 발견 100년이 지나 산업이용은 좌절하고 있었다.
연구팀은 최근 기술 혁신에 의해 계속 증가하는 데이터베이스와 연구자의 쌓아온 지견을 융합하여 유전자를 컴퓨터상에서 고기능화하는 기술을 개발해 왔다.연구에서는 해양성 미생물의 게놈 데이터베이스를 활용하여 신규 아민산화효소 유전자군에 대해 독자적인 프로그램과 조상형 설계법을 적용하여 인공효소를 설계했다.설계된 인공효소는, ①대장균으로 저렴하게 생산이 가능하다, ②13종류의 L-아미노산, 18종류의 비천연형 아미노산에 반응하는, ③반응하는 비천연형의 아미노산에 있어서, 라세미체로부터 광학 순도 99% 이상으로 D-아미노산 유도체로 변환이 가능한 것을 확인하였다.
이번 성과는 특허출원제이며 향후 실용화를 희망하는 기업과 연구개발을 추진할 예정이다.이론·실험·계산·정보의 과학연구에 인공지능 기술을 도입하여 전략적으로 실험 데이터를 모아 연구 전체를 가속시키는 구조가 구축될 것으로 기대할 수 있다고 한다.
