本質的に無秩序なタンパク質ドメインに基づく液相分離コンパートメントにおける酵素反応の加速

要旨 生体分子の自発的な液体デミキシングは、細胞が空間と時間で反応を整理するために発展させた効果的な戦略である。このプロセスにより、細胞は特定の成分の濃度と環境を局所的に変化させることで、生化学反応を調節することができる。ここでは、生体分子の液体コンパートメントの形成を内部で起こる反応と結合させる戦略を開発する。特に、キナーゼ酵素を生物由来の低複雑性ドメインと共役させ、酵素濃度を最大140倍に局所的に増加させる合成マイクロリアクターを開発する。これらのマイクロリアクターは、周囲の溶液に対して比較的メタノールに似た極性を持ち、小分子のリクルートを促進することが示されている。周囲の溶液に比べて粘度が高いにもかかわらず、リアクターは液体状であり、内部での分子拡散を許可する。酵素濃度の局所的な増加が、対応する酵素反応速度を最大5倍加速することを実証する。この柔軟な戦略は、反応性を高めた生体分子マイクロリアクターの生成を可能にし、異種触媒作用における応用の可能性がある。