JP2009022248A - Enzyme network and enzyme fuel cell - Google Patents

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雄 浜田
Yuichi Tokita
裕一 戸木田
Hideki Sakai
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means more efficiently generating electric energy. <P>SOLUTION: Enzyme network 100 is provided with a first enzyme network comprising a plurality of enzymes catalyzing a series of chemical reactions in which D-glucose is metabolized to 6-phospho-D-gluconate and a second enzyme network comprising an enzyme of ID[4.2.1.12], an enzyme of ID[4.1.2.14] and a plurality of enzymes catalyzing a series of chemical reactions in which pyruvate and (2R)-2-hydroxy-3-(phosphonoxy)-propanal are metabolized to CO<SB>2</SB>. The present invention is, for instance, applicable to a biofuel cell. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、酵素ネットワーク、および酵素燃料電池に関し、特に、より効率よく電気エネルギーを生成することができるようにした酵素ネットワーク、および酵素燃料電池に関する。   The present invention relates to an enzyme network and an enzyme fuel cell, and more particularly to an enzyme network and an enzyme fuel cell that can generate electric energy more efficiently.

近年、環境問題への注目が増すとともに、その解決策の一環として、様々な技術分野においてバイオ技術の利用が検討されている。それに伴い、バイオ技術に関する研究が盛んに行われるようになってきた。   In recent years, attention to environmental problems has increased, and the utilization of biotechnology has been studied in various technical fields as part of the solution. Along with this, research on biotechnology has been actively conducted.

例えば、グルコースなどの高エネルギー化合物を、酵素を用いて二酸化炭素に分解していく過程で得られるエネルギーを電源として利用するバイオ燃料電池がある(例えば、非特許文献1参照)。このような酵素反応を利用した代謝生成物の生産は、医療や化学等の様々な分野で利用可能である。   For example, there is a biofuel cell that uses, as a power source, energy obtained in the process of decomposing a high energy compound such as glucose into carbon dioxide using an enzyme (see, for example, Non-Patent Document 1). The production of metabolites using such enzyme reactions can be used in various fields such as medicine and chemistry.

通常の場合、酵素は、反応特異性を有しており、特定の化学反応しか触媒しない。従って、このような酵素反応による代謝生成物の生産は、通常の場合、複数の酵素が組み合わせて用いられる。つまり、目的の物質である排出物質は、材料である出発物質から、複数種類の酵素による複数種類の化学反応を経て生成される。この化学反応の経路を代謝経路と称する。現在、数千種類の酵素が既知であり、それぞれが化学反応を触媒するので、酵素全体では多様な代謝経路網が構築される。   In the usual case, enzymes have reaction specificity and catalyze only certain chemical reactions. Therefore, in the production of metabolites by such an enzyme reaction, a plurality of enzymes are usually used in combination. In other words, the exhausted substance that is the target substance is generated from the starting material that is the material through a plurality of types of chemical reactions by a plurality of types of enzymes. This chemical reaction pathway is called a metabolic pathway. At present, thousands of kinds of enzymes are known, and each catalyzes a chemical reaction, so that a variety of metabolic pathway networks are constructed in the whole enzyme.

出発物質から排出物質を生産する場合、それらの酵素群の中から必要なものを選択し、出発物質と排出物質とを結ぶ代謝経路を構築するが、その経路の選択、すなわち、選択された酵素によって、化学反応(代謝)の効率が変化する。つまり、排出物質の生産性が変化する。   When producing an effluent from a starting material, a necessary one is selected from those enzyme groups, and a metabolic pathway connecting the starting material and the effluent is constructed. The selection of the pathway, that is, the selected enzyme Changes the efficiency of the chemical reaction (metabolism). In other words, the productivity of emitted substances changes.

Korneel Rabaey and Willy Verstraete, Microbial fuel cells: novel biotechnology for energy generation,TRENDS in Biotechnology Vol.23 No.6, ScienceDirect,June 2005,P291-298Korneel Rabaey and Willy Verstraete, Microbial fuel cells: novel biotechnology for energy generation, TRENDS in Biotechnology Vol.23 No.6, ScienceDirect, June 2005, P291-298

しかしながら、従来、バイオ燃料電池(酵素燃料電池)は、酵素群として、生きた大腸菌などを用いて構築されており、代謝経路自体が複雑であり、かつ、順方向よりも逆方向の反応を起こしやすい酵素が含まれているため、効率よく電気エネルギーを生成することができない恐れがあった。   However, conventionally, a biofuel cell (enzyme fuel cell) has been constructed using living E. coli as an enzyme group, the metabolic pathway itself is complicated, and a reaction in the reverse direction is caused rather than the forward direction. Since an easy enzyme is contained, there is a fear that electric energy cannot be efficiently generated.

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、より効率よく電気エネルギーを生成することができることができるようにするものである。   The present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and enables electric energy to be generated more efficiently.

本発明の第1の側面は、グルコース(D-Glucose)を二酸化炭素(CO2)に代謝させる一連の化学反応を触媒する、複数の酵素からなる酵素ネットワークであって、D-Glucoseを6-Phospho-D-gluconateに代謝させる一連の化学反応を触媒する複数の酵素からなる第1の酵素ネットワークと、前記第1の酵素ネットワークに触媒されて生成された6-Phospho-D-gluconateを、2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconateとH2Oに代謝させる化学反応を触媒するphosphogluconate dehydratase(EC番号4.2.1.12)と、前記phosphogluconate dehydratase(EC番号4.2.1.12)に触媒されて生成された2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconateを、Pyruvateと(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanalに代謝させる化学反応を触媒する2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase(EC番号4.1.2.14)と、前記2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase(EC番号4.1.2.14)に触媒されて生成されたPyruvateおよび(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanalをCO2に代謝させる一連の化学反応を触媒する複数の酵素からなる第2の酵素ネットワークとを備える酵素ネットワークである。   A first aspect of the present invention is an enzyme network consisting of a plurality of enzymes that catalyzes a series of chemical reactions for metabolizing glucose (D-Glucose) to carbon dioxide (CO2), wherein D-Glucose is converted to 6-Phospho. A first enzyme network composed of a plurality of enzymes that catalyze a series of chemical reactions to be metabolized to -D-gluconate; and 6-Phospho-D-gluconate produced by catalysis of the first enzyme network, Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconate and phosphogluconate dehydratase (EC number 4.2.1.12) catalyzing the chemical reaction metabolized to H2O, and the phosphogluconate dehydratase (EC number 4.2.1.12) catalyzed and produced 2-dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconate catalyzes a chemical reaction that metabolizes Pyruvate to (2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal Catalyzed by -phosphogluconate aldolase (EC number 4.1.2.14) and 2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase (EC number 4.1.2.14) A series of chemical reactions to be metabolized to CO2 the generated Pyruvate and (2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal an enzyme network and a second enzyme network of enzymes that catalyze.

前記第2の酵素ネットワークは、前記2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase(EC番号4.1.2.14)に触媒されて生成された(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanal、NADP+、およびH2Oを、3-Phospho-D-glycerate、NADPH、h、およびhに代謝させる化学反応を触媒するglyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase(EC番号1.2.1.9)を含むことができる。   The second enzyme network is (2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal, NADP + produced by catalyzing the 2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase (EC number 4.1.2.14). And glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (EC number 1.2.1.9) that catalyzes a chemical reaction that metabolizes H2O to 3-Phospho-D-glycerate, NADPH, h, and h.

前記第2の酵素ネットワークは、前記2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase(EC番号4.1.2.14)に触媒されて生成された(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanalを複数のCO2に代謝させるとともに、さらにPyruvateにも代謝させる一連の化学反応を触媒する複数の酵素からなる第3の酵素ネットワークを含むことができる。   The second enzyme network includes a plurality of (2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal produced by catalyzing the 2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase (EC number 4.1.2.14). A third enzyme network comprising a plurality of enzymes that catalyze a series of chemical reactions that can be metabolized to CO2 and also to pyruvate.

前記第3の酵素ネットワークは、前記2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase(EC番号4.1.2.14)に触媒されて生成された(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanal、NADP+、およびH2Oを、3-Phospho-D-glycerate、NADPH、h、およびhに代謝させる化学反応を触媒するglyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase(EC番号1.2.1.9)と、前記glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase(EC番号1.2.1.9)に触媒されて生成された3-Phospho-D-glycerateおよびH2Oを、D-GlycerateおよびOrthophosphateに代謝させる化学反応を触媒する3-phosphoglycerate phosphatase(EC番号3.1.3.38)と、前記3-phosphoglycerate phosphatase(EC番号3.1.3.38)に触媒されて生成されたD-GlycerateおよびNADP+を、Hydroxypyruvate、NADPH、およびhに代謝させる化学反応を触媒するhydroxypyruvate reductase(EC番号1.1.1.81)と、前記hydroxypyruvate reductase(EC番号1.1.1.81)に触媒されて生成されたHydroxypyruvateを、GlycolaldehydeおよびCO2に代謝させる化学反応を触媒するhydroxypyruvate decarboxylase(EC番号4.1.1.40)と、前記hydroxypyruvate decarboxylase(EC番号4.1.1.40)に触媒されて生成されたGlycolaldehyde、NAD+、およびH2Oを、Glycolate、NADH、h、およびhに代謝させる化学反応を触媒するglycolaldehyde dehydrogenase(EC番号1.2.1.21)と、前記glycolaldehyde dehydrogenase(EC番号1.2.1.21)に触媒されて生成されたGlycolateおよびAcceptorを、GlyoxylateおよびReduced acceptorに代謝させる化学反応を触媒するglycolate dehydrogenase(EC番号1.1.99.14)と、前記glycolate dehydrogenase(EC番号1.1.99.14)に触媒されて生成されたGlyoxylate、Acetyl-CoA、およびH2Oを、(S)-MalateおよびCoAに代謝させる化学反応を触媒するmalate synthase(EC番号2.3.3.9)と、前記malate synthase(EC番号2.3.3.9)に触媒されて生成された(S)-MalateおよびNADP+を、Pyruvate、CO2、およびNADPHに代謝させる化学反応を触媒するmalate dehydrogenase(EC番号1.1.1.40)とを含むことができる。   The third enzyme network is (2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal, NADP + produced by catalyzing the 2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase (EC number 4.1.2.14). And glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (EC number 1.2.1.9) that catalyzes a chemical reaction that metabolizes H2O to 3-Phospho-D-glycerate, NADPH, h, and h, and the glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase ( 3-phosphoglycerate phosphatase (EC number 3.1.3.38) that catalyzes a chemical reaction that metabolizes 3-Phospho-D-glycerate and H2O catalyzed to EC number 1.2.1.9) to D-Glycerate and Orthophosphate, Hydroxypyruvate reductase (EC number 1.1.1.81) that catalyzes a chemical reaction that metabolizes D-Glycerate and NADP + produced by catalyzing the 3-phosphoglycerate phosphatase (EC number 3.1.3.38) to Hydroxypyruvate, NADPH, and h; Hydrox produced by catalyzing the hydroxypyruvate reductase (EC No. 1.1.1.81) hydroxypyruvate decarboxylase (EC number 4.1.1.40) that catalyzes a chemical reaction that metabolizes ypyruvate to Glycolaldehyde and CO2, and Glycolaldehyde, NAD +, and H2O produced by catalyzing the hydroxypyruvate decarboxylase (EC number 4.1.1.40), Glycolate, NADH, h, and glycolaldehyde dehydrogenase (EC number 1.2.1.21) that catalyzes a chemical reaction metabolized to h, and Glycolate and Acceptor produced by catalyzing the glycolaldehyde dehydrogenase (EC number 1.2.1.21) And glycolate dehydrogenase (EC number 1.1.99.14) that catalyzes a chemical reaction metabolized to reduced acceptor, and Glyoxylate, Acetyl-CoA, and H2O produced by catalyzing the glycolate dehydrogenase (EC number 1.1.99.14) ( Malate synthase (EC number 2.3.3.9) catalyzing the chemical reaction metabolized to S) -Malate and CoA, and (S) -Malate and NADP + produced by catalyzing the malate synthase (EC number 2.3.3.9) It may include Pyruvate, CO2, and catalyzes a chemical reaction that is metabolized to NADPH malate Dehydrogenase and (EC No. 1.1.1.40).

前記第3の酵素ネットワークは、前記2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase(EC番号4.1.2.14)に触媒されて生成されたPyruvate、CoA、およびNADP+を、Acetyl-CoA、CO2、およびNADPHに代謝させる化学反応を触媒するpyruvate dehydrogenase(EC番号1.2.1.51)をさらに含むことができる。   The third enzyme network converts Pyruvate, CoA, and NADP + produced by catalysis of the 2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase (EC number 4.1.2.14) into Acetyl-CoA, CO2, and NADPH. Further, pyruvate dehydrogenase (EC number 1.2.1.51) that catalyzes a chemical reaction to be metabolized may be included.

前記第3の酵素ネットワークは、前記glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase(EC番号1.2.1.9)に触媒されて生成された3-Phospho-D-glycerateを、2-Phospho-D-glycerateに代謝させる化学反応を触媒するphosphoglycerate mutase(EC番号5.4.2.1)と、前記phosphoglycerate mutase(EC番号5.4.2.1)に触媒されて生成された2-Phospho-D-glycerateを、PhosphoenolpyruvateおよびH2Oに代謝させる化学反応を触媒するphosphopyruvate hydratase(EC番号4.2.1.11)と、前記phosphopyruvate hydratase(EC番号4.2.1.11)に触媒されて生成されたPhosphoenolpyruvateおよびADPを、ATPおよびPyruvateに代謝させる化学反応を触媒するpyruvate kinase(EC番号2.7.1.40)とをさらに含むことができる。   The third enzyme network is a chemical reaction that metabolizes 3-Phospho-D-glycerate produced by catalyzing the glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (EC number 1.2.1.9) to 2-Phospho-D-glycerate. Catalyzing the chemical reaction of metabolizing phosphoglycerate mutase (EC No. 5.4.2.1) catalyzing the above and 2-Phospho-D-glycerate produced by catalyzing the phosphoglycerate mutase (EC No. 5.4.2.1) into Phosphoenolpyruvate and H2O Phosphopyruvate hydratase (EC No. 4.2.1.11) and pyruvate kinase (EC No.) that catalyzes the chemical reaction of metabolizing Phosphoenolpyruvate and ADP catalyzed by the phosphopyruvate hydratase (EC No. 4.2.1.11) to ATP and Pyruvate 2.7.1.40) can be further included.

本発明の第2の側面は、酵素の触媒作用を利用して、グルコース(D-Glucose)を二酸化炭素(CO2)に代謝させ、発電を行う酵素燃料電池であって、前記グルコース(D-Glucose)を前記二酸化炭素(CO2)に代謝させる一連の化学反応を触媒する、複数の酵素からなる酵素ネットワークとして、D-Glucoseを6-Phospho-D-gluconateに代謝させる一連の化学反応を触媒する第1の酵素ネットワークと、前記第1の酵素ネットワークに触媒されて生成された6-Phospho-D-gluconateを、2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconateとH2Oに代謝させる化学反応を触媒するphosphogluconate dehydratase(EC番号4.2.1.12)と、前記phosphogluconate dehydratase(EC番号4.2.1.12)に触媒されて生成された2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconateを、Pyruvateと(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanalに代謝させる化学反応を触媒する2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase(EC番号4.1.2.14)と、前記2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase(EC番号4.1.2.14)に触媒されて生成されたPyruvateおよび(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanalをCO2に代謝させる第2の酵素ネットワークとを備える酵素燃料電池である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an enzyme fuel cell that uses the catalytic action of an enzyme to metabolize glucose (D-Glucose) into carbon dioxide (CO2) to generate electricity, and the glucose (D-Glucose) ) As a network of enzymes that catalyze a series of chemical reactions that metabolize carbon dioxide (CO2) to the carbon dioxide (CO2), and catalyze a series of chemical reactions that metabolize D-Glucose to 6-Phospho-D-gluconate. 1 enzyme network and chemical reaction to metabolize 6-Phospho-D-gluconate produced by catalysis of the first enzyme network into 2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconate and H2O Phosphogluconate dehydratase (EC number 4.2.1.12) that catalyzes the above, and 2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconate produced by catalyzing the phosphogluconate dehydratase (EC number 4.2.1.12), and Pyruvate 2-dehydro-3-deo that catalyzes a chemical reaction metabolized to (2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal xy-phosphogluconate aldolase (EC number 4.1.2.14), Pyruvate produced by catalyzing the 2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase (EC number 4.1.2.14) and (2R) -2-Hydroxy-3- An enzyme fuel cell comprising a second enzyme network that metabolizes (phosphonooxy) -propanal to CO2.

本発明の第1の側面においては、D-Glucoseを6-Phospho-D-gluconateに代謝させる一連の化学反応を触媒する複数の酵素からなる第1の酵素ネットワークと、第1の酵素ネットワークに触媒されて生成された6-Phospho-D-gluconateを、2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconateとH2Oに代謝させる化学反応を触媒するphosphogluconate dehydratase(EC番号4.2.1.12)と、phosphogluconate dehydratase(EC番号4.2.1.12)に触媒されて生成された2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconateを、Pyruvateと(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanalに代謝させる化学反応を触媒する2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase(EC番号4.1.2.14)と、2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase(EC番号4.1.2.14)に触媒されて生成されたPyruvateおよび(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanalをCO2に代謝させる一連の化学反応を触媒する複数の酵素からなる第2の酵素ネットワークとが構成される。   In the first aspect of the present invention, a first enzyme network comprising a plurality of enzymes that catalyze a series of chemical reactions for metabolizing D-Glucose to 6-Phospho-D-gluconate, and the first enzyme network catalyzed Phosphogluconate dehydratase (EC number 4.2.1.12) that catalyzes a chemical reaction that metabolizes the produced 6-Phospho-D-gluconate to 2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconate and H2O, 2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconate catalyzed by phosphogluconate dehydratase (EC No. 4.2.1.12) was converted to Pyruvate and (2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal Produced by catalyzing 2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase (EC number 4.1.2.14) and 2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase (EC number 4.1.2.14), which catalyze the chemical reaction metabolized to A second enzyme net consisting of multiple enzymes that catalyze a series of chemical reactions that metabolize Pyruvate and (2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal to CO2. Over click and is configured.

本発明の第2の側面においては、グルコース(D-Glucose)を二酸化炭素(CO2)に代謝させる一連の化学反応を触媒する、複数の酵素からなる酵素ネットワークとして、D-Glucoseを6-Phospho-D-gluconateに代謝させる一連の化学反応を触媒する第1の酵素ネットワークと、第1の酵素ネットワークに触媒されて生成された6-Phospho-D-gluconateを、2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconateとH2Oに代謝させる化学反応を触媒するphosphogluconate dehydratase(EC番号4.2.1.12)と、phosphogluconate dehydratase(EC番号4.2.1.12)に触媒されて生成された2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconateを、Pyruvateと(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanalに代謝させる化学反応を触媒する2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase(EC番号4.1.2.14)と、2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase(EC番号4.1.2.14)に触媒されて生成されたPyruvateおよび(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanalをCO2に代謝させる第2の酵素ネットワークとを備える酵素ネットワークが設けられている。   In the second aspect of the present invention, as an enzyme network consisting of a plurality of enzymes that catalyzes a series of chemical reactions that metabolize glucose (D-Glucose) to carbon dioxide (CO2), D-Glucose is 6-Phospho- A first enzyme network that catalyzes a series of chemical reactions that are metabolized to D-gluconate, and 6-Phospho-D-gluconate produced by catalyzing the first enzyme network is converted into 2-Dehydro-3-deoxy-6 -phospho-D-gluconate and phosphogluconate dehydratase (EC number 4.2.1.12) catalyzing the chemical reaction metabolized to H2O and 2-Dehydro-3-deoxy produced by catalyzing phosphogluconate dehydratase (EC number 4.2.1.12) 2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase (EC number 4.1.) Catalyzing the chemical reaction of metabolizing -6-phospho-D-gluconate to Pyruvate and (2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal 2.14), Pyruvate produced by catalyzing 2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase (EC number 4.1.2.14) and (2R ) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal is provided with a second enzyme network that metabolizes it to CO2.

本発明によれば、電気エネルギーを生成することができる。特に、より効率よく電気エネルギーを生成することができる。   According to the present invention, electrical energy can be generated. In particular, electric energy can be generated more efficiently.

図1は、本発明を適用した酵素ネットワークの構成例を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an enzyme network to which the present invention is applied.

図1に示される酵素ネットワーク100は、グルコース(D-Glucose)を二酸化炭素(CO2)に代謝させる一連の化学反応を触媒する複数の酵素からなり、出発物質をグルコース、排出物質をCO2とする代謝ネットワーク(代謝経路網)を形成し、グルコースを効率よくCO2に代謝して排出するシステムである。また、酵素ネットワーク100は、その代謝の過程において電子を放出する。つまり、酵素ネットワーク100は、グルコースから効率よく電気エネルギーを生成するシステムである。従って、酵素ネットワーク100は、酵素の触媒作用を利用して、グルコース(D-Glucose)を二酸化炭素(CO2)に代謝させ、発電を行うバイオ燃料電池(酵素燃料電池)用の酵素ネットワークとして用いるのに好適である。 The enzyme network 100 shown in FIG. 1 comprises a plurality of enzymes that catalyze a series of chemical reactions that metabolize glucose (D-Glucose) to carbon dioxide (CO 2 ), with glucose as the starting material and CO 2 as the emission material. This is a system that forms a metabolic network (metabolic pathway network) that efficiently metabolizes glucose to CO 2 and discharges it. In addition, the enzyme network 100 emits electrons in the course of its metabolism. That is, the enzyme network 100 is a system that efficiently generates electrical energy from glucose. Therefore, the enzyme network 100 is used as an enzyme network for a biofuel cell (enzyme fuel cell) that generates electricity by metabolizing glucose (D-Glucose) to carbon dioxide (CO 2 ) by utilizing the catalytic action of the enzyme. It is suitable for.

図1の酵素ネットワーク100の構成について、まず、概要を説明する。図1においては、酵素ネットワーク100の代謝経路が矢印(エッジ)で示されている。そのエッジで結ばれる、図中四角で示されるノードは、基質や酵素等を示す。つまり、図1において、酵素ネットワーク100は、各酵素が触媒する化学反応(酵素反応)の連なりとして示されている。具体的には、基本的に1つの酵素反応が以下の式(1)のように示されており、酵素ネットワーク100は、複数の式(1)が互いに結び付けられた構成となっている。   First, an outline of the configuration of the enzyme network 100 in FIG. 1 will be described. In FIG. 1, the metabolic pathway of the enzyme network 100 is indicated by arrows (edges). Nodes connected by the edges and indicated by squares in the figure indicate substrates, enzymes, and the like. That is, in FIG. 1, the enzyme network 100 is shown as a series of chemical reactions (enzyme reactions) catalyzed by each enzyme. Specifically, one enzyme reaction is basically shown as the following formula (1), and the enzyme network 100 has a configuration in which a plurality of formulas (1) are linked to each other.

S→(E+S)→(E+P)→P ・・・(1)   S → (E + S) → (E + P) → P (1)

式(1)において、Sは基質、Eは酵素、Pは生成物を示す。つまり、3つのエッジ(4つのノード)により1つの酵素反応の各過程を示している。ただし、図1において、基質や生成物には、補酵素等の共通物質等も含まれる。また、図1に示されるように矢印(エッジ)の向きは逆方向もありうる。図1において、例えば、ノード111やノード114のように白四角で示されるノードが、式(1)のSやPの項を示しており、例えば、ノード112やノード113のような灰色四角で示されるノードが、式(1)の(E+S)や(E+P)の項を示している。つまり、図1に示されるように、酵素ネットワーク100は、基質や生成物を共通とする酵素反応同士が結び付けられたものである。   In the formula (1), S represents a substrate, E represents an enzyme, and P represents a product. That is, each process of one enzyme reaction is shown by three edges (four nodes). However, in FIG. 1, common substances such as coenzymes and the like are included in the substrates and products. Further, as shown in FIG. 1, the direction of the arrow (edge) may be reversed. In FIG. 1, for example, nodes indicated by white squares such as the node 111 and the node 114 indicate the terms S and P in the formula (1), for example, gray squares such as the node 112 and the node 113. The nodes shown indicate the terms (E + S) and (E + P) in equation (1). That is, as shown in FIG. 1, the enzyme network 100 is a combination of enzyme reactions having a common substrate and product.

図1の酵素ネットワーク100のシミュレーション結果を図2乃至図10に示す。これらを参照して酵素ネットワーク100の構成についてより具体的に説明する。   The simulation results of the enzyme network 100 of FIG. 1 are shown in FIGS. The configuration of the enzyme network 100 will be described more specifically with reference to these.

図2の範囲201に記載されるリストは、酵素ネットワーク100において行われる各酵素反応をリスト化したものであり、各行は、式(1)における(E+S)→(E+P)の部分を示している。例えば、上から2行目の「2.7.1.2[ATP,D-Glucose]→2.7.1.2[ADP,D-Glucose 60phosphate]」は、図1のノード112からノード113への化学反応を示している。これらの詳細については、図3乃至図10に記載されているので、それらを参照して後述する。   The list described in the range 201 in FIG. 2 is a list of enzyme reactions performed in the enzyme network 100, and each row indicates a portion of (E + S) → (E + P) in the equation (1). . For example, “2.7.1.2 [ATP, D-Glucose] → 2.7.1.2 [ADP, D-Glucose 60 phosphate]” in the second line from the top indicates a chemical reaction from node 112 to node 113 in FIG. . These details are described in FIGS. 3 to 10 and will be described later with reference to them.

図2の範囲202には、最終的な生成物(排出物質)とその濃度(排出量)が示されている。   In a range 202 of FIG. 2, the final product (exhaust substance) and its concentration (exhaust amount) are shown.

図3乃至図10には酵素反応の詳細が示されている。図3乃至図10の範囲211乃至範囲236の構成は基本的に共通であるので、まず、その構成について、図3の範囲211を参照して説明する。   3 to 10 show the details of the enzyme reaction. Since the configurations of the ranges 211 to 236 in FIGS. 3 to 10 are basically the same, first, the configuration will be described with reference to the range 211 in FIG.

上から1行目の「ID」には、酵素のIDが示されている。このIDは、各酵素を識別する識別情報であり、所謂EC番号である。EC番号は、国際生化学連合の酵素委員会によって付与されるIDであり、4つの番号の組み合わせよりなる。酵素は、酵素を反応特異性と基質特異性の違いによって分類される。EC番号は酵素がこの分類のどこに属するかを示すものである。4つの数字のうち左から右に向かって細分化されている。なお、酵素には、さらに基質分子の名称と反応の名称を連結した系統名が付される。なお、一部の酵素には、基質の一部を省略したりして短縮された常用名が用いられることもある。本実施の形態においては、基本的にEC番号を用いて酵素を識別する。   The ID of the enzyme is shown in “ID” on the first line from the top. This ID is identification information for identifying each enzyme, and is a so-called EC number. The EC number is an ID assigned by the Enzyme Committee of the International Biochemical Union, and consists of a combination of four numbers. Enzymes are classified according to differences in reaction specificity and substrate specificity. The EC number indicates where the enzyme belongs in this category. Of the four numbers, they are subdivided from left to right. The enzyme is further given a system name in which the name of the substrate molecule and the name of the reaction are linked. For some enzymes, common names that are shortened by omitting part of the substrate may be used. In the present embodiment, basically, an EC number is used to identify an enzyme.

上から2行目の「Reaction」には、酵素反応式が示されている。これは、図2の範囲201に記述されるリストと同様であり、式(1)のにおける(E+S)→(E+P)の部分を示している。範囲211乃至範囲236の各範囲の記述は、このReaction単位の情報を記述したものである。なお、酵素によっては逆向きに反応することもあるので、1つの酵素に対して2つのReactionが存在する場合もある。その場合、2つの範囲を用いてそれぞれのReactionについて記述されている。   The “Reaction” in the second line from the top shows the enzyme reaction formula. This is the same as the list described in the range 201 of FIG. 2, and shows the part of (E + S) → (E + P) in the equation (1). The description of each range from the range 211 to the range 236 describes the information in units of reaction. Since some enzymes may react in the opposite direction, there may be two reactions for one enzyme. In that case, each reaction is described using two ranges.

上から3行目の「Michaelis Constant」は、この酵素反応のミカエリス定数を示している。ミカエリス定数は、化学反応の反応速度を表す反応速度式(ミカエリス・メンテン式)に利用される定数である。ミカエリス定数Kmは、酵素Eと基質Sが中間複合体ESになる速度k+1、中間複合体ESが酵素Eと基質Sになる速度k-1、および中間複合体ESが生成物Pおよび酵素Eになる速度k+2を用いて、以下の式(2)のように表すことができる。 “Michaelis Constant” on the third line from the top indicates the Michaelis constant of this enzymatic reaction. The Michaelis constant is a constant used in a reaction rate equation (Michaelis-Menten equation) representing a reaction rate of a chemical reaction. Michaelis constant K m is the rate k +1 at which enzyme E and substrate S become intermediate complex ES, the rate k −1 at which intermediate complex ES becomes enzyme E and substrate S, and intermediate complex ES as products P and It can be expressed as the following formula (2) by using the speed k +2 to become the enzyme E.

m=(k-1+k+2)/k+1 ・・・(2) K m = (k −1 + k +2 ) / k +1 (2)

また、基質の濃度をSとすると、ミカエリス・メンテン式は、以下の式(3)のように表すことができる。   If the substrate concentration is S, the Michaelis-Menten equation can be expressed as the following equation (3).

v=(V×[S])/(Km+[S]) ・・・(3) v = (V × [S]) / (K m + [S]) (3)

既知の酵素反応のミカエリス定数は、基本的に既知であり、例えば、ドイツのCologne大学のデータベースBrendaにおいて定義されている。   The Michaelis constants of known enzymatic reactions are basically known and are defined, for example, in the database Brenda at the University of Cologne, Germany.

上から4行目の「Turnover Number」は、この酵素反応のターンオーバ数を示している。ターンオーバ数は、酵素1つ当たりが1秒間に反応させる基質の数(酵素1分子の1秒間当たりの代謝回転分子数)を示す。このターンオーバ数もミカエリス定数と同様に、例えばBrendaにおいて定義されている。   “Turnover Number” on the fourth line from the top indicates the turnover number of this enzyme reaction. The turnover number indicates the number of substrates reacted per second per enzyme (number of turnover molecules per second per molecule of enzyme). This turnover number is also defined in Brenda, for example, like the Michaelis constant.

上から5行目の「Specific Activity」は、この酵素反応の固有の活動度を示している。固有の活動度は、実質的にターンオーバ数と同じ意味であるが単位が異なる。この固有の活動度もターンオーバ数やミカエリス定数と同様に、例えばBrendaにおいて定義されている。   “Specific Activity” on the fifth line from the top indicates the specific activity of this enzyme reaction. Intrinsic activity is essentially the same as the number of turnovers, but in different units. This unique activity is also defined in, for example, Brenda, like the turnover number and Michaelis constant.

上から6行目の「Organism」は、自然界においてその酵素が存在する生物名のリストである。下から2行目の「Amount」は、その酵素の割当量(濃度)を示している。下から1行目の「Traffic」は、その酵素反応の反応濃度を示している。この反応速度は、ミカエリス定数、ターンオーバ数、基質濃度、酵素の割当量等に基づいて算出される値である。すなわち、以下に説明するシミュレーション結果は、基本的に上述したBrendaに登録されている値を用いて行った演算の結果であり、同様にミカエリス・メンテン式を用いて行うシミュレータであれば、どのシミュレータを用いてもそのシミュレーション結果は大きく変化しない。   “Organism” on the 6th line from the top is a list of organism names where the enzyme exists in nature. “Amount” in the second line from the bottom indicates the allocated amount (concentration) of the enzyme. “Traffic” in the first line from the bottom indicates the reaction concentration of the enzyme reaction. This reaction rate is a value calculated based on the Michaelis constant, the turnover number, the substrate concentration, the allocated amount of the enzyme, and the like. In other words, the simulation results described below are basically the results of calculations performed using the values registered in Brenda described above. Similarly, any simulator can be used as long as it is a simulator performed using the Michaelis-Menten equation. Even if is used, the simulation result does not change greatly.

以上のような構成で情報が記述された範囲211乃至範囲236を参照しながら、図1の酵素ネットワーク100の構成の詳細を説明する。   Details of the configuration of the enzyme network 100 of FIG. 1 will be described with reference to the ranges 211 to 236 in which information is described in the above configuration.

図1において、ノード111は、出発物質であり、ノード112からノード113への酵素反応の基質である「D-Glucose」を示す。なお、シミュレーションにおいては、出発物質の濃度は「40000.0 nmol」とされている。つまり、以下において説明する各酵素の濃度は、出発物質の濃度は「40000.0 nmol」であるときの濃度である。もちろん、この出発物質の濃度は任意の値を適用することができるが、各酵素の濃度の値も出発物質の濃度に応じた値とする必要がある。   In FIG. 1, a node 111 is “D-Glucose” which is a starting material and is a substrate of an enzyme reaction from the node 112 to the node 113. In the simulation, the concentration of the starting material is set to “40000.0 nmol”. That is, the concentration of each enzyme described below is the concentration when the concentration of the starting material is “40000.0 nmol”. Of course, an arbitrary value can be applied to the concentration of the starting material, but the concentration value of each enzyme needs to be a value corresponding to the concentration of the starting material.

ノード112からノード113への酵素反応についての情報は、図3の範囲211に記述される。つまり、ノード112は、ID「2.7.1.2」の酵素(glucokinase)、並びに、この酵素反応の基質である「D-Glucose」および「ATP」を示し、ノード113は、ID「2.7.1.2」の酵素(glucokinase)、並びに、この酵素反応の生成物である「ADP」および「D-Glucose 6-phosphate」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.028 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「410.0 /s」であり、固有の活動度は「370.0 umol/min/mg」である。この酵素(2.7.1.2)は、例えば、大腸菌、バクテリア、ドブネズミ、および人などから採取することができる。また、この酵素(2.7.1.2)の割当量(濃度)は、「6.344967267689803 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「40000.0 nmol」であった。   Information about the enzymatic reaction from node 112 to node 113 is described in range 211 of FIG. That is, the node 112 indicates the enzyme (glucokinase) with the ID “2.7.1.2” and the substrates “D-Glucose” and “ATP” of the enzyme reaction, and the node 113 has the ID “2.7.1.2”. An enzyme (glucokinase) and “ADP” and “D-Glucose 6-phosphate” which are products of this enzyme reaction are shown. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “0.028 mmol / l”, the turnover number is “410.0 / s”, and the specific activity is “370.0 umol / min / mg”. This enzyme (2.7.1.2) can be collected from, for example, E. coli, bacteria, rats, and humans. Further, the allocated amount (concentration) of the enzyme (2.7.1.2) is “6.344967267689803 nmol”. The traffic of this enzymatic reaction was “40000.0 nmol”.

ノード114は、ノード112からノード113への酵素反応の生成物である「D-Glucose 6-phosphate」を示す。なお、このノード114(D-Glucose 6-phosphate)は、ノード115からノード116への酵素反応の基質、並びに、ノード116からノード115への酵素反応の生成物でもある。   The node 114 indicates “D-Glucose 6-phosphate”, which is a product of the enzyme reaction from the node 112 to the node 113. The node 114 (D-Glucose 6-phosphate) is also a substrate for the enzyme reaction from the node 115 to the node 116 and a product of the enzyme reaction from the node 116 to the node 115.

ノード115からノード116への酵素反応についての情報は、図8の範囲230に記述される。つまり、ノード115は、ID「1.1.1.49」の酵素(glucose-6-phosphate dehydrogenase)、並びに、この酵素反応の基質である「NADP+」および「D-Glucose 6-phosphate」を示し、ノード116は、ID「1.1.1.49」の酵素(glucose-6-phosphate dehydrogenase)、並びに、この酵素反応の生成物である「NADPH」、「h」、「D-Glucono-1」、および「5-lactone 6-phosphate」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「1.2000000000000002E-5 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「30100.0 /s」であり、固有の活動度は「790.0 umol/min/mg」である。この酵素(1.1.1.49)は、例えば、グリーンピース、トウモロコシ、イノシシ、カンジダカビ、バクテリア、ドブネズミ、イヌ、ウシ、および人などから採取することができる。また、この酵素(1.1.1.49)の割当量(濃度)は、「5.723009684711666 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「40000.0 nmol」であった。   Information about the enzymatic reaction from node 115 to node 116 is described in range 230 of FIG. That is, the node 115 indicates the enzyme (glucose-6-phosphate dehydrogenase) with ID “1.1.1.49”, and “NADP +” and “D-Glucose 6-phosphate”, which are substrates for this enzyme reaction, , ID “1.1.1.49” enzyme (glucose-6-phosphate dehydrogenase) and the products of this enzyme reaction “NADPH”, “h”, “D-Glucono-1”, and “5-lactone 6” -phosphate ". The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “1.2000000000000002E-5 mmol / l”, the turnover number is “30100.0 / s”, and the specific activity is “790.0 umol / min / mg”. . This enzyme (1.1.1.49) can be collected from, for example, green pea, corn, wild boar, candida, bacteria, rats, dogs, cows, and humans. Further, the allocated amount (concentration) of this enzyme (1.1.1.49) is “5.723009684711666 nmol”. The traffic of this enzymatic reaction was “40000.0 nmol”.

ノード116からノード115への酵素反応についての情報は、図8の範囲231に記述される。この酵素反応のミカエリス定数は、「0.014 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「10.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「0.0 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 116 to node 115 is described in range 231 of FIG. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “0.014 mmol / l” and the turnover number is “10.0 / s”. The traffic of this enzyme reaction was “0.0 nmol”.

ノード117は、ノード115からノード116への酵素反応の生成物である「D-Glucono-1」および「5-lactone 6-phosphate」を示す。なお、このノード117(D-Glucono-1および5-lactone 6-phosphate)は、ノード116からノード115への酵素反応の基質、並びに、ノード118からノード119への酵素反応の基質でもある。   Node 117 indicates “D-Glucono-1” and “5-lactone 6-phosphate”, which are products of the enzyme reaction from node 115 to node 116. The node 117 (D-Glucono-1 and 5-lactone 6-phosphate) is also a substrate for the enzyme reaction from the node 116 to the node 115 and a substrate for the enzyme reaction from the node 118 to the node 119.

ノード118からノード119への酵素反応についての情報は、図7の範囲226に記述される。つまり、ノード118は、ID「3.1.1.31」の酵素(6-phosphogluconolactonase)、並びに、この酵素反応の基質である「H20」、「D-Glucono-1」、および「5-lactone 6-phosphate」を示し、ノード119は、ID「3.1.1.31」の酵素(6-phosphogluconolactonase)、並びに、この酵素反応の生成物である「6-Phospho-D-gluconate」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.08 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「100.0 /s」であり、固有の活動度は「6753.0 umol/min/mg」である。この酵素(3.1.1.31)は、例えば、ドブネズミ、ヒト、ウシ、および大腸菌などから採取することができる。また、この酵素(3.1.1.31)の割当量(濃度)は、「7.107184800310227 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「40000.0 nmol」であった。 Information about the enzyme reaction from node 118 to node 119 is described in range 226 of FIG. That is, the node 118 has an enzyme with ID “3.1.1.31” (6-phosphogluconolactonase) and “H 2 0”, “D-Glucono-1”, and “5-lactone 6-” that are substrates for this enzymatic reaction. The node 119 indicates an enzyme with ID “3.1.1.31” (6-phosphogluconolactonase) and “6-Phospho-D-gluconate” which is a product of this enzyme reaction. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “0.08 mmol / l”, the turnover number is “100.0 / s”, and the specific activity is “6753.0 umol / min / mg”. This enzyme (3.1.1.31) can be collected from, for example, rats, humans, cows, and E. coli. Moreover, the allocated amount (concentration) of this enzyme (3.1.1.31) is “7.107184800310227 nmol”. The traffic of this enzymatic reaction was “40000.0 nmol”.

ノード120は、ノード118からノード119への酵素反応の生成物である「6-Phospho-D-gluconate」を示す。なお、このノード120(6-Phospho-D-gluconate)は、ノード121からノード122への酵素反応の基質でもある。   The node 120 indicates “6-Phospho-D-gluconate”, which is a product of the enzyme reaction from the node 118 to the node 119. The node 120 (6-Phospho-D-gluconate) is also a substrate for the enzyme reaction from the node 121 to the node 122.

ノード121からノード122への酵素反応についての情報は、図10の範囲236に記述される。つまり、ノード121は、ID「4.2.1.12」(phosphogluconate dehydratase)の酵素、並びに、この酵素反応の基質である「6-Phospho-D-gluconate」を示し、ノード122は、ID「4.2.1.12」の酵素(phosphogluconate dehydratase)、並びに、この酵素反応の生成物である「H20」および「2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconate」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.04 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「100.0 /s」である。この酵素(4.2.1.12)は、例えば、根粒菌、大腸菌、およびカンジダカビなどから採取することができる。また、この酵素(4.2.1.12)の割当量(濃度)は、「3.3411991914852237 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「40000.0 nmol」であった。 Information about the enzyme reaction from node 121 to node 122 is described in range 236 of FIG. That is, the node 121 indicates the enzyme of ID “4.2.1.12” (phosphogluconate dehydratase) and “6-Phospho-D-gluconate” which is a substrate of the enzyme reaction, and the node 122 indicates the ID “4.2.1.12”. As well as “H 2 0” and “2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconate”, which are the products of this enzymatic reaction. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “0.04 mmol / l”, and the turnover number is “100.0 / s”. This enzyme (4.2.1.12) can be collected from, for example, rhizobia, Escherichia coli, and Candida fungi. Further, the allocated amount (concentration) of the enzyme (4.2.1.12) is “3.3411991914852237 nmol”. The traffic of this enzymatic reaction was “40000.0 nmol”.

ノード123は、ノード121からノード122への酵素反応の生成物である「2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconate」を示す。なお、このノード123(2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconate)は、ノード124からノード125への酵素反応の基質、並びに、ノード125からノード124への酵素反応の基質でもある。   The node 123 indicates “2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconate”, which is a product of the enzyme reaction from the node 121 to the node 122. This node 123 (2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconate) is also a substrate for the enzyme reaction from the node 124 to the node 125 and a substrate for the enzyme reaction from the node 125 to the node 124. is there.

ノード124からノード125への酵素反応についての情報は、図9の範囲234に記述される。つまり、ノード124は、ID「4.1.2.14」の酵素(2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase)、並びに、この酵素反応の基質である「2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconate」を示し、ノード125は、ID「4.1.2.14」の酵素(2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase)、並びに、この酵素反応の生成物である「Pyruvate」および「(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanal」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.0060 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「533.0 /s」であり、固有の活動度は「625.0 umol/min/mg」である。この酵素(4.1.2.14)は、例えば、根粒菌や大腸菌などから採取することができる。また、この酵素(4.1.2.14)の割当量(濃度)は、「1.459436730959706 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「40000.0 nmol」であった。   Information about the enzymatic reaction from node 124 to node 125 is described in range 234 of FIG. That is, the node 124 includes an enzyme with ID “4.1.2.14” (2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase) and “2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D” which is a substrate of the enzyme reaction. node 125 indicates the enzyme with ID “4.1.2.14” (2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase) and “Pyruvate” and “(2R) −” which are the products of this enzymatic reaction. 2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal ". The Michaelis constant of this enzyme reaction is “0.0060 mmol / l”, the turnover number is “533.0 / s”, and the specific activity is “625.0 umol / min / mg”. This enzyme (4.1.2.14) can be collected from, for example, rhizobia or Escherichia coli. Further, the allocated amount (concentration) of this enzyme (4.1.2.14) is “1.459436730959706 nmol”. The traffic of this enzyme reaction was “40000.0 nmol”.

ノード125からノード124への酵素反応についての情報は、図10の範囲235に記述される。この酵素反応のミカエリス定数は、「10.0 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「6.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「0.0 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 125 to node 124 is described in range 235 of FIG. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “10.0 mmol / l” and the turnover number is “6.0 / s”. The traffic of this enzyme reaction was “0.0 nmol”.

ノード126は、ノード124からノード125への酵素反応の生成物である「(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanal」を示す。なお、このノード126((2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propana)は、ノード125からノード124への酵素反応の基質、ノード128からノード129への酵素反応の基質、並びに、ノード129からノード128への酵素反応の生成物でもある。   Node 126 indicates “(2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal”, which is a product of the enzyme reaction from node 124 to node 125. The node 126 ((2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propana) is a substrate for the enzyme reaction from the node 125 to the node 124, a substrate for the enzyme reaction from the node 128 to the node 129, and It is also the product of the enzymatic reaction from node 129 to node 128.

ノード128からノード129への酵素反応についての情報は、図4の範囲216に記述される。つまり、ノード128は、ID「1.2.1.9」の酵素(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)、並びに、この酵素反応の基質である「(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanal」、「NADP+」、および「H2O」を示し、ノード129は、ID「1.2.1.9」の酵素(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)、並びに、この酵素反応の生成物である「3-Phospho-D-glycerate」、「NADPH」、および、2つの「h」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.017 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「103.0 /s」であり、固有の活動度は「150.5 umol/min/mg」である。この酵素(1.2.1.9)は、例えば、グリーンピース、バクテリア、トウモロコシ、ムギ、およびホウレンソウなどから採取することができる。また、この酵素(1.2.1.9)の割当量(濃度)は、「6.260318661362094 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「47510.533612162806 nmol」であった。 Information about the enzyme reaction from node 128 to node 129 is described in range 216 of FIG. That is, the node 128 includes an enzyme (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase) having an ID “1.2.1.9” and “(2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal”, which is a substrate of the enzyme reaction, “NADP +” and “H 2 O” are shown, and node 129 is an enzyme (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase) having ID “1.2.1.9” and “3-Phospho-D” which is a product of this enzyme reaction. -glycerate "," NADPH ", and two" h ". The Michaelis constant of this enzyme reaction is “0.017 mmol / l”, the turnover number is “103.0 / s”, and the specific activity is “150.5 umol / min / mg”. This enzyme (1.2.1.9) can be collected from, for example, green peas, bacteria, corn, wheat, and spinach. The amount (concentration) of this enzyme (1.2.1.9) is “6.260318661362094 nmol”. The traffic of the enzyme reaction was “47510.533612162806 nmol”.

ノード129からノード128への酵素反応についての情報は、図4の範囲217に記述される。この酵素反応のミカエリス定数は、「0.062 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「10.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「7510.533612162805 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 129 to node 128 is described in range 217 of FIG. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “0.062 mmol / l” and the turnover number is “10.0 / s”. The traffic of this enzyme reaction was “7510.533612162805 nmol”.

ノード130は、ノード128からノード129への酵素反応の生成物である「3-Phospho-D-glycerate」を示す。なお、このノード130(3-Phospho-D-glycerate)は、ノード129からノード128への酵素反応の基質、ノード137からノード138への酵素反応の生成物、ノード138からノード137への酵素反応の基質、ノード139からノード140への酵素反応の基質、並びに、ノード140からノード139への酵素反応の生成物でもある。   The node 130 indicates “3-Phospho-D-glycerate”, which is a product of the enzyme reaction from the node 128 to the node 129. This node 130 (3-Phospho-D-glycerate) is a substrate for enzyme reaction from node 129 to node 128, a product of enzyme reaction from node 137 to node 138, and an enzyme reaction from node 138 to node 137. , The substrate of the enzyme reaction from node 139 to node 140, and the product of the enzyme reaction from node 140 to node 139.

ノード127は、ノード124からノード125への酵素反応の生成物である「Pyruvate」を示す。なお、このノード126(Pyruvate)は、ノード125からノード124への酵素反応の基質、ノード131からノード132への酵素反応の基質、ノード132からノード131への酵素反応の生成物、ノード162からノード163への酵素反応の生成物、ノード163からノード162への酵素反応の基質、並びに、ノード164からノード165への酵素反応の基質でもある。   Node 127 indicates “Pyruvate” which is a product of the enzyme reaction from node 124 to node 125. This node 126 (Pyruvate) is a substrate of the enzyme reaction from the node 125 to the node 124, a substrate of the enzyme reaction from the node 131 to the node 132, a product of the enzyme reaction from the node 132 to the node 131, and the node 162 The product of the enzyme reaction from node 163, the substrate of the enzyme reaction from node 163 to node 162, and the substrate of the enzyme reaction from node 164 to node 165.

ノード131からノード132への酵素反応についての情報は、図7の範囲228に記述される。つまり、ノード131は、ID「2.7.1.40」の酵素(pyruvate kinase)、並びに、この酵素反応の基質である「ATP」および「Pyruvate」を示し、ノード132は、ID「2.7.1.40」の酵素(pyruvate kinase)、並びに、この酵素反応の生成物である「ADP」および「Phosphoenolpyruvate」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.48 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「100.0 /s」であり、固有の活動度は「1685.0 umol/min/mg」である。この酵素(2.7.1.40)は、例えば、イノシシ、バクテリア、サルモネラ菌、ホウレンソウ、ウシ、カイウサギ、イヌ、ミドリムシ、ヒト、ドブネズミ、および大腸菌などから採取することができる。また、この酵素(2.7.1.40)の割当量(濃度)は、「5.644579048497802 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「93983.78606942232 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 131 to node 132 is described in range 228 of FIG. That is, the node 131 indicates the enzyme (pyruvate kinase) with ID “2.7.1.40” and the substrates “ATP” and “Pyruvate” of this enzyme reaction, and the node 132 indicates the enzyme with ID “2.7.1.40”. (Pyruvate kinase) and "ADP" and "Phosphoenolpyruvate" which are products of this enzymatic reaction. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “0.48 mmol / l”, the turnover number is “100.0 / s”, and the specific activity is “1685.0 umol / min / mg”. This enzyme (2.7.1.40) can be collected from, for example, wild boar, bacteria, Salmonella, spinach, cows, rabbits, dogs, Euglena, humans, rats, and E. coli. Further, the allocated amount (concentration) of this enzyme (2.7.1.40) is “5.644579048497802 nmol”. The traffic of this enzyme reaction was “93983.78606942232 nmol”.

ノード132からノード131への酵素反応についての情報は、図8の範囲229に記述される。この酵素反応のミカエリス定数は、「0.03 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「232.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「60916.44483227227 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 132 to node 131 is described in range 229 of FIG. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “0.03 mmol / l”, and the turnover number is “232.0 / s”. The traffic of this enzyme reaction was “60916.44483227227 nmol”.

ノード133は、ノード131からノード132への酵素反応の生成物である「Phosphoenolpyruvate」を示す。なお、このノード133(Phosphoenolpyruvate)は、ノード132からノード131への酵素反応の基質、ノード134からノード135への酵素反応の基質、並びに、ノード135からノード134への酵素反応の生成物でもある。   The node 133 indicates “Phosphoenolpyruvate”, which is a product of the enzyme reaction from the node 131 to the node 132. This node 133 (Phosphoenolpyruvate) is also a substrate of the enzyme reaction from the node 132 to the node 131, a substrate of the enzyme reaction from the node 134 to the node 135, and a product of the enzyme reaction from the node 135 to the node 134. .

ノード134からノード135への酵素反応についての情報は、図3の範囲213に記述される。つまり、ノード134は、ID「4.2.1.11」の酵素(phosphopyruvate hydratase)、並びに、この酵素反応の基質である「Phosphoenolpyruvate」および「H2O」を示し、ノード135は、ID「4.2.1.11」の酵素(phosphopyruvate hydratase)、並びに、この酵素反応の生成物である「2-Phospho-D-glycerate」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.11 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「10.0 /s」である。この酵素(4.2.1.11)は、例えば、トウモロコシ、イノシシ、カンジダカビ、カイウサギ、バクテリア、ドブネズミ、イヌ、ウシ、大腸菌、およびヒトなどから採取することができる。また、この酵素(4.2.1.11)の割当量(濃度)は、「5.677655768238286 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「39875.078162698206 nmol」であった。 Information about the enzyme reaction from node 134 to node 135 is described in range 213 of FIG. That is, the node 134 indicates an enzyme (phosphopyruvate hydratase) having an ID “4.2.1.11”, and substrates “Phosphoenolpyruvate” and “H 2 O” of the enzyme reaction, and the node 135 has an ID “4.2.1.11”. The enzyme (phosphopyruvate hydratase) and “2-Phospho-D-glycerate” which is a product of this enzyme reaction are shown. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “0.11 mmol / l”, and the turnover number is “10.0 / s”. This enzyme (4.2.1.11) can be collected from, for example, corn, wild boar, candida, rabbit, bacteria, rat, dog, cow, E. coli, and human. Further, the allocated amount (concentration) of this enzyme (4.2.1.11) is “5.677655768238286 nmol”. The traffic of this enzyme reaction was “39875.078162698206 nmol”.

ノード135からノード134への酵素反応についての情報は、図3の範囲212に記述される。この酵素反応のミカエリス定数は、「0.0 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「230.0 /s」であり、固有の活動度は「1118.0 umol/min/mg」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「6807.736925548192 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 135 to node 134 is described in range 212 of FIG. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “0.0 mmol / l”, the turnover number is “230.0 / s”, and the intrinsic activity is “1118.0 umol / min / mg”. The traffic of the enzyme reaction was “6807.736925548192 nmol”.

ノード136は、ノード134からノード135への酵素反応の生成物である「2-Phospho-D-glycerate」を示す。なお、このノード133(2-Phospho-D-glycerate)は、ノード135からノード134への酵素反応の基質、ノード137からノード138への酵素反応の基質、並びに、ノード138からノード137への酵素反応の生成物でもある。   Node 136 indicates “2-Phospho-D-glycerate”, which is a product of the enzyme reaction from node 134 to node 135. The node 133 (2-Phospho-D-glycerate) is a substrate for the enzyme reaction from the node 135 to the node 134, a substrate for the enzyme reaction from the node 137 to the node 138, and an enzyme from the node 138 to the node 137. It is also the product of the reaction.

ノード137からノード138への酵素反応についての情報は、図9の範囲232に記述される。つまり、ノード137は、ID「5.4.2.1」の酵素(phosphoglycerate mutase)、並びに、この酵素反応の基質である「2-Phospho-D-glycerate」を示し、ノード138は、ID「5.4.2.1」の酵素(phosphoglycerate mutase)、並びに、この酵素反応の生成物である「3-Phospho-D-glycerate」を示す。なお、この生成物「3-Phospho-D-glycerate」は、上述したノード130に示される。また、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.041 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「199.0 /s」であり、固有の活動度は「2880.0 umol/min/mg」である。この酵素(5.4.2.1)は、例えば、トウモロコシ、ムギ、イノシシ、線虫、カイウサギ、バクテリア、ドブネズミ、ウシ、大腸菌、イネ、ヒト、およびカンジダカビなどから採取することができる。また、この酵素(5.4.2.1)の割当量(濃度)は、「5.5627079024453545 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「63015.941943861675 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 137 to node 138 is described in range 232 of FIG. That is, the node 137 indicates an enzyme (phosphoglycerate mutase) with an ID “5.4.2.1” and “2-Phospho-D-glycerate” which is a substrate for the enzyme reaction, and the node 138 has an ID “5.4.2.1”. As well as “3-Phospho-D-glycerate” which is a product of this enzyme reaction. The product “3-Phospho-D-glycerate” is shown in the node 130 described above. Further, the Michaelis constant of this enzyme reaction is “0.041 mmol / l”, the turnover number is “199.0 / s”, and the specific activity is “2880.0 umol / min / mg”. This enzyme (5.4.2.1) can be collected from, for example, corn, wheat, wild boar, nematode, silkworm, bacteria, rat, cow, Escherichia coli, rice, human, and Candida fungus. Further, the allocated amount (concentration) of the enzyme (5.4.2.1) is “5.5627079024453545 nmol”. The traffic of the enzyme reaction was “63015.941943861675 nmol”.

ノード138からノード137への酵素反応についての情報は、図9の範囲233に記述される。なお、この酵素反応の基質である「3-Phospho-D-glycerate」は、上述したノード130に示される。この酵素反応のミカエリス定数は、「0.026 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「530.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「29948.60070671166 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 138 to node 137 is described in range 233 of FIG. Note that “3-Phospho-D-glycerate”, which is a substrate for this enzyme reaction, is shown in the node 130 described above. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “0.026 mmol / l” and the turnover number is “530.0 / s”. The traffic of this enzyme reaction was “29948.60070671166 nmol”.

ノード139からノード140への酵素反応についての情報は、図6の範囲225に記述される。なお、この酵素反応の基質は、上述したノード130に示される。つまり、ノード139は、ID「3.1.3.38」の酵素(3-phosphoglycerate phosphatase)、並びに、この酵素反応の基質である「3-Phospho-D-glycerate」および「H2O」を示し、ノード140は、ID「3.1.3.38」の酵素(3-phosphoglycerate phosphatase)、並びに、この酵素反応の生成物である「D-Glycerate」および「Orthophosphate」を示す。また、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.28 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「100.0 /s」であり、固有の活動度は「740.0 umol/min/mg」である。この酵素(3.1.3.38)は、例えば、グリーンピース、トウモロコシ、アルファルファ、およびホウレンソウなどから採取することができる。また、この酵素(3.1.3.38)の割当量(濃度)は、「2.938928995971154 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「73067.34123715002 nmol」であった。 Information about the enzyme reaction from node 139 to node 140 is described in range 225 of FIG. Note that the substrate of this enzyme reaction is indicated by the node 130 described above. That is, the node 139 indicates the enzyme with ID “3.1.3.38” (3-phosphoglycerate phosphatase), and “3-Phospho-D-glycerate” and “H 2 O” which are substrates for this enzymatic reaction. Indicates the enzyme with ID “3.1.3.38” (3-phosphoglycerate phosphatase) and “D-Glycerate” and “Orthophosphate” which are products of this enzyme reaction. Further, the Michaelis constant of this enzyme reaction is “0.28 mmol / l”, the turnover number is “100.0 / s”, and the specific activity is “740.0 umol / min / mg”. This enzyme (3.1.3.38) can be collected from, for example, green pea, corn, alfalfa, and spinach. Moreover, the allocated amount (concentration) of this enzyme (3.1.3.38) is “2.938928995971154 nmol”. The traffic of the enzyme reaction was “73067.34123715002 nmol”.

ノード141は、ノード139からノード140への酵素反応の生成物である「Orthophosphate」を示す。また、ノード142は、ノード139からノード140への酵素反応の生成物である「D-Glycerate」を示す。なお、このノード142(D-Glycerate)は、ノード143からノード144への酵素反応の基質、並びに、ノード144からノード143への酵素反応の生成物でもある。   The node 141 indicates “Orthophosphate” which is a product of the enzyme reaction from the node 139 to the node 140. A node 142 indicates “D-Glycerate”, which is a product of the enzyme reaction from the node 139 to the node 140. The node 142 (D-Glycerate) is also a substrate for the enzyme reaction from the node 143 to the node 144 and a product of the enzyme reaction from the node 144 to the node 143.

ノード143からノード144への酵素反応についての情報は、図5の範囲218に記述される。つまり、ノード143は、ID「1.1.1.81」の酵素(hydroxypyruvate reductase)、並びに、この酵素反応の基質である「D-Glycerate」および「NADP+」を示し、ノード144は、ID「1.1.1.81」の酵素(hydroxypyruvate reductase)、並びに、この酵素反応の生成物である「Hydroxypyruvate」、「NADPH」、および「h」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.037 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「100.0 /s」であり、固有の活動度は「943.0 umol/min/mg」である。この酵素(1.1.1.81)は、例えば、グリーンピース、トウモロコシ、ドブネズミ、イノシシ、ウシ、およびホウレンソウなどから採取することができる。また、この酵素(1.1.1.81)の割当量(濃度)は、「20.00797589129738 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「354833.7646339715 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 143 to node 144 is described in range 218 of FIG. That is, the node 143 indicates the enzyme (hydroxypyruvate reductase) with ID “1.1.1.81”, and “D-Glycerate” and “NADP +”, which are substrates of this enzyme reaction, and the node 144 has the ID “1.1.1.81”. The enzyme (hydroxypyruvate reductase) and “Hydroxypyruvate”, “NADPH” and “h” which are products of this enzyme reaction are shown. The Michaelis constant of this enzyme reaction is “0.037 mmol / l”, the turnover number is “100.0 / s”, and the specific activity is “943.0 umol / min / mg”. This enzyme (1.1.1.81) can be collected from, for example, green pea, corn, rat, wild boar, cow, and spinach. Further, the allocated amount (concentration) of this enzyme (1.1.1.81) is “20.00797589129738 nmol”. The traffic of this enzyme reaction was “354833.7646339715 nmol”.

ノード144からノード143への酵素反応についての情報は、図5の範囲219に記述される。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.015 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「10.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「281766.4233968215 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 144 to node 143 is described in range 219 of FIG. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “0.015 mmol / l”, and the turnover number is “10.0 / s”. The traffic of this enzyme reaction was “281766.4233968215 nmol”.

ノード145は、ノード143からノード144への酵素反応の生成物である「Hydroxypyruvate」を示す。なお、このノード145(Hydroxypyruvate)は、ノード144からノード143への酵素反応の基質、並びに、ノード146からノード147への酵素反応の基質でもある。   Node 145 indicates “Hydroxypyruvate” which is a product of the enzyme reaction from node 143 to node 144. The node 145 (Hydroxypyruvate) is also a substrate for the enzyme reaction from the node 144 to the node 143 and a substrate for the enzyme reaction from the node 146 to the node 147.

ノード146からノード147への酵素反応についての情報は、図7の範囲227に記述される。つまり、ノード146は、ID「4.1.1.40」の酵素(hydroxypyruvate decarboxylase)、並びに、この酵素反応の基質である「Hydroxypyruvate」を示し、ノード147は、ID「4.1.1.40」の酵素(hydroxypyruvate decarboxylase)、並びに、この酵素反応の生成物である「Glycolaldehyde」および「CO2」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「1.0 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「100.0 /s」である。この酵素(4.1.1.40)は、例えば、イヌ、ウシ、カイウサギ、ドブネズミ、およびイノシシなどから採取することができる。また、この酵素(4.1.1.40)の割当量(濃度)は、「4.032799046786325 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「73067.34123715002 nmol」であった。 Information about the enzyme reaction from node 146 to node 147 is described in range 227 of FIG. That is, the node 146 indicates the enzyme (hydroxypyruvate decarboxylase) with ID “4.1.1.40” and “Hydroxypyruvate”, which is a substrate for this enzyme reaction, and the node 147 indicates the enzyme (hydroxypyruvate decarboxylase) with ID “4.1.1.40”. And “Glycolaldehyde” and “CO 2 ” which are products of this enzymatic reaction. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “1.0 mmol / l”, and the turnover number is “100.0 / s”. This enzyme (4.1.1.40) can be collected from, for example, dogs, cows, rabbits, rats, and boars. Further, the allocated amount (concentration) of the enzyme (4.1.1.40) is “4.032799046786325 nmol”. The traffic of the enzyme reaction was “73067.34123715002 nmol”.

ノード148は、ノード146からノード147への酵素反応の生成物である「Glycolaldehyde」を示す。なお、このノード148(Glycolaldehyde)は、ノード149からノード151への酵素反応の基質、並びに、ノード151からノード149への酵素反応の基質でもある。   Node 148 indicates “Glycolaldehyde” which is the product of the enzymatic reaction from node 146 to node 147. The node 148 (Glycolaldehyde) is also a substrate for the enzyme reaction from the node 149 to the node 151 and a substrate for the enzyme reaction from the node 151 to the node 149.

また、ノード150は、ノード149からノード151への酵素反応の基質、および、ノード151からノード149への酵素反応の生成物である「NAD+」を示す。   Further, the node 150 indicates “NAD +” which is a substrate of the enzyme reaction from the node 149 to the node 151 and a product of the enzyme reaction from the node 151 to the node 149.

ノード149からノード151への酵素反応についての情報は、図4の範囲214に記述される。つまり、ノード149は、ID「1.2.1.21」の酵素(glycolaldehyde dehydrogenase)、並びに、この酵素反応の基質である「Glycolaldehyde」、「NAD+」、および「H2O」を示し、ノード151は、ID「1.2.1.21」の酵素(glycolaldehyde dehydrogenase)、並びに、この酵素反応の生成物である「Glycolate」、「NADH」、および2つの「h」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は「0.027 mmol/l」であり、ターンオーバ数は「100.0 /s」であり、固有の活動度は「30.5 umol/min/mg」である。この酵素(1.2.1.21)は、例えば、バクテリア、サルモネラ菌、および大腸菌などから採取することができる。また、この酵素(1.2.1.21)の割当量(濃度)は、「7.061585889861108 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「105296.45600275489 nmol」であった。 Information about the enzyme reaction from node 149 to node 151 is described in range 214 of FIG. That is, the node 149 indicates an enzyme (glycolaldehyde dehydrogenase) with ID “1.2.1.21” and “Glycolaldehyde”, “NAD +”, and “H 2 O” that are substrates of this enzyme reaction, and node 151 has ID ID “1.2.1.21” enzyme (glycolaldehyde dehydrogenase), and “Glycolate”, “NADH”, and two “h”, which are products of this enzyme reaction, are shown. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “0.027 mmol / l”, the turnover number is “100.0 / s”, and the specific activity is “30.5 umol / min / mg”. This enzyme (1.2.1.21) can be collected from bacteria, Salmonella, Escherichia coli, and the like. Further, the allocated amount (concentration) of this enzyme (1.2.1.21) is “7.061585889861108 nmol”. The traffic of the enzyme reaction was “105296.45600275489 nmol”.

ノード151からノード149への酵素反応についての情報は、図4の範囲215に記述される。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「5.9000000000000025E-8 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「10.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「32229.114765604863 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 151 to node 149 is described in range 215 of FIG. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “5.9000000000000025E-8 mmol / l”, and the turnover number is “10.0 / s”. The traffic of the enzyme reaction was “32229.114765604863 nmol”.

ノード152は、ノード149からノード151への酵素反応の生成物、および、ノード151からノード149への酵素反応の基質である「NADH」を示す。   The node 152 indicates a product of the enzyme reaction from the node 149 to the node 151 and “NADH” which is a substrate of the enzyme reaction from the node 151 to the node 149.

また、ノード153は、ノード149からノード151への酵素反応の生成物、および、ノード151からノード149への酵素反応の基質である「Glycolate」を示す。なお、このノード153(Glycolate)は、ノード154からノード156への酵素反応の基質でもある。   A node 153 indicates a product of the enzyme reaction from the node 149 to the node 151 and “Glycolate” which is a substrate of the enzyme reaction from the node 151 to the node 149. This node 153 (Glycolate) is also a substrate for the enzyme reaction from the node 154 to the node 156.

ノード154からノード156への酵素反応についての情報は、図5の範囲220に記述される。つまり、ノード154は、ID「1.1.99.14」の酵素(glycolate dehydrogenase)、並びに、この酵素反応の基質である「Glycolate」および「Acceptor」を示し、ノード156は、ID「1.1.99.14」の酵素(glycolate dehydrogenase)、並びに、この酵素反応の生成物である「Glyoxylate」および「Reduced acceptor」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は「0.04 mmol/l」であり、ターンオーバ数は「100.0 /s」であり、固有の活動度は「3.1 umol/min/mg」である。この酵素(1.1.99.14)は、例えば、ドナリエラ藻、ミドリムシ、およびシロイヌナズナなどから採取することができる。また、この酵素(1.1.99.14)の割当量(濃度)は、「6.219569206751489 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「73067.34123715002 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 154 to node 156 is described in range 220 of FIG. That is, the node 154 indicates the enzyme (glycolate dehydrogenase) with ID “1.1.99.14”, and “Glycolate” and “Acceptor”, which are substrates of this enzyme reaction, and the node 156 indicates the enzyme with ID “1.1.99.14”. (Glycolate dehydrogenase) and “Glyoxylate” and “Reduced acceptor” which are products of this enzymatic reaction. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “0.04 mmol / l”, the turnover number is “100.0 / s”, and the specific activity is “3.1 umol / min / mg”. This enzyme (1.1.99.14) can be collected from, for example, Donariella algae, Euglena, and Arabidopsis. Moreover, the allocated amount (concentration) of this enzyme (1.1.99.14) is “6.219569206751489 nmol”. The traffic of the enzyme reaction was “73067.34123715002 nmol”.

ノード155は、ノード154からノード156への酵素反応の基質である「Acceptor」を示す。   A node 155 indicates “Acceptor” which is a substrate of the enzyme reaction from the node 154 to the node 156.

ノード157は、ノード154からノード156への酵素反応の生成物である「Reduced acceptor」を示す。   The node 157 indicates “Reduced acceptor” that is a product of the enzyme reaction from the node 154 to the node 156.

ノード158は、ノード154からノード156への酵素反応の生成物である「Glyoxylate」を示す。なお、このノード158(Glyoxylate)は、ノード159からノード160への酵素反応の基質でもある。   Node 158 shows “Glyoxylate” which is the product of the enzymatic reaction from node 154 to node 156. This node 158 (Glyoxylate) is also a substrate for the enzyme reaction from the node 159 to the node 160.

ノード159からノード160への酵素反応についての情報は、図5の範囲221に記述される。つまり、ノード159は、ID「2.3.3.9」の酵素(malate synthase)、並びに、この酵素反応の基質である「Acetyl-CoA」、「H2O」、および「Glyoxylate」を示し、ノード160は、ID「2.3.3.9」の酵素(malate synthase)、並びに、この酵素反応の生成物である「(S)-Malate」および「CoA」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は「5.9E-4 mmol/l」であり、ターンオーバ数は「161.0 /s」であり、固有の活動度は「25090.0 umol/min/mg」である。この酵素(2.3.3.9)は、例えば、ドナリエラ藻、ミドリムシ、およびシロイヌナズナなどから採取することができる。また、この酵素(2.3.3.9)の割当量(濃度)は、「6.1659687812423245 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「73067.34123715002 nmol」であった。 Information about the enzyme reaction from node 159 to node 160 is described in range 221 of FIG. That is, node 159 shows the enzyme (malate synthase) with ID “2.3.3.9” and the substrates of this enzyme reaction “Acetyl-CoA”, “H 2 O”, and “Glyoxylate”. , ID (2.3.3.9) enzyme (malate synthase), and products of this enzyme reaction, “(S) -Malate” and “CoA”. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “5.9E-4 mmol / l”, the turnover number is “161.0 / s”, and the specific activity is “25090.0 umol / min / mg”. This enzyme (2.3.3.9) can be collected from, for example, Donariella algae, Euglena, and Arabidopsis thaliana. Further, the allocated amount (concentration) of the enzyme (2.3.3.9) is “6.1659687812423245 nmol”. The traffic of the enzyme reaction was “73067.34123715002 nmol”.

ノード161は、ノード159からノード160への酵素反応の生成物である「(S)-Malate」を示す。なお、このノード161((S)-Malate)は、ノード162からノード163への酵素反応の基質、および、ノード163からノード162への酵素反応の生成物でもある。   The node 161 indicates “(S) -Malate” which is a product of the enzyme reaction from the node 159 to the node 160. The node 161 ((S) -Malate) is also a substrate for the enzyme reaction from the node 162 to the node 163 and a product of the enzyme reaction from the node 163 to the node 162.

ノード162からノード163への酵素反応についての情報は、図6の範囲222に記述される。つまり、ノード162は、ID「1.1.1.40」の酵素(malate dehydrogenase)、並びに、この酵素反応の基質である「(S)-Malate」および「NADP+」を示し、ノード163は、ID「1.1.1.40」の酵素(malate dehydrogenase)、並びに、この酵素反応の生成物である「Pyruvate」、「CO2」、および「NADPH」を示す。なお、この生成物「Pyruvate」は、上述したノード127に示される。この酵素反応のミカエリス定数は「0.00118 mmol/l」であり、ターンオーバ数は「582.0 /s」であり、固有の活動度は「7910.0 umol/min/mg」である。この酵素(1.1.1.40)は、例えば、トウモロコシ、イノシシ、カイウサギ、根粒菌、ヒト、ムギ、ドブネズミ、およびウシなどから採取することができる。また、この酵素(1.1.1.40)の割当量(濃度)は、「5.307051508393477 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「73067.34123715002 nmol」であった。 Information about the enzyme reaction from node 162 to node 163 is described in range 222 of FIG. That is, the node 162 indicates the enzyme (malate dehydrogenase) with the ID “1.1.1.40”, and “(S) -Malate” and “NADP +” which are substrates of the enzyme reaction, and the node 163 has the ID “1.1. 1.40 "enzyme (malate dehydrogenase) and" Pyruvate "," CO 2 ", and" NADPH "which are the products of this enzymatic reaction. The product “Pyruvate” is shown in the node 127 described above. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “0.00118 mmol / l”, the turnover number is “582.0 / s”, and the intrinsic activity is “7910.0 umol / min / mg”. This enzyme (1.1.1.40) can be collected from, for example, corn, wild boar, rabbit, rhizobia, human, wheat, rat, and cow. Further, the allocated amount (concentration) of this enzyme (1.1.1.40) is “5.307051508393477 nmol”. The traffic of the enzyme reaction was “73067.34123715002 nmol”.

ノード163からノード162への酵素反応についての情報は、図6の範囲223に記述される。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.0020 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「10.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「0.0 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 163 to node 162 is described in range 223 of FIG. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “0.0020 mmol / l”, and the turnover number is “10.0 / s”. The traffic of this enzyme reaction was “0.0 nmol”.

ノード164からノード165への酵素反応についての情報は、図6の範囲224に記述される。つまり、ノード164は、ID「1.2.1.51」の酵素(pyruvate dehydrogenase)、並びに、この酵素反応の基質である「Pyruvate」、「CoA」、および「NADP+」を示し、ノード165は、ID「1.2.1.51」の酵素(pyruvate dehydrogenase)、並びに、この酵素反応の生成物である「Acetyl-CoA」、「CO2」、および「NADPH」を示す。なお、この基質「Pyruvate」は、上述したノード127に示される。この酵素反応のミカエリス定数は「0.0066 mmol/l」であり、ターンオーバ数は「100.0 /s」であり、固有の活動度は「15.3 umol/min/mg」である。この酵素(1.2.1.51)は、例えば、ミドリムシなどから採取することができる。また、この酵素(1.2.1.51)の割当量(濃度)は、「1.145061623996569 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「80000.0 nmol」であった。 Information about the enzyme reaction from node 164 to node 165 is described in range 224 of FIG. That is, the node 164 indicates the enzyme (pyruvate dehydrogenase) with ID “1.2.1.51” and the substrates of the enzyme reaction “Pyruvate”, “CoA”, and “NADP +”, and the node 165 has the ID “1.2”. .1.51 "(pyruvate dehydrogenase) and the products of this enzymatic reaction," Acetyl-CoA "," CO 2 ", and" NADPH ". This substrate “Pyruvate” is shown in the node 127 described above. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “0.0066 mmol / l”, the turnover number is “100.0 / s”, and the intrinsic activity is “15.3 umol / min / mg”. This enzyme (1.2.1.51) can be collected from, for example, Euglena. Further, the allocated amount (concentration) of the enzyme (1.2.1.51) is “1.145061623996569 nmol”. The traffic of the enzyme reaction was “80000.0 nmol”.

ノード166は、ノード164からノード165への酵素反応の生成物である「Acetyl-CoA」を示す。なお、このノード166(Acetyl-CoA)は、ノード159からノード160への酵素反応の基質でもある。   Node 166 indicates “Acetyl-CoA” which is a product of the enzyme reaction from node 164 to node 165. This node 166 (Acetyl-CoA) is also a substrate for the enzyme reaction from the node 159 to the node 160.

以上のような構成のシミュレーション結果が図10の範囲237に示される。出発物質を「D-Glucose」とし、排出物質を「CO2」として、60分後の排出量を算出させたところ、排出量の最大値は、「226134.6824743001 nmol」であった。 A simulation result of the configuration as described above is shown in a range 237 of FIG. When the starting material was “D-Glucose” and the emission material was “CO 2 ” and the emission amount after 60 minutes was calculated, the maximum value of the emission amount was “226134.6824743001 nmol”.

この酵素ネットワーク100の効率を、既知の代謝経路であるペントースリン酸回路と比較する。   The efficiency of this enzyme network 100 is compared to the pentose phosphate cycle, which is a known metabolic pathway.

図11は、ペントースリン酸回路の構成例を示す図である。図11において、ペントースリン酸回路300の表記方法は、基本的に図1の酵素ネットワーク100の場合と同様であるのでその説明は省略する。   FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a pentose phosphate circuit. In FIG. 11, the description method of the pentose phosphate circuit 300 is basically the same as that of the enzyme network 100 of FIG.

図11のペントースリン酸回路300のシミュレーション結果は、図12乃至図17に示される。これらを参照してペントースリン酸回路300の構成についてより具体的に説明する。   The simulation results of the pentose phosphate circuit 300 of FIG. 11 are shown in FIGS. The configuration of the pentose phosphate circuit 300 will be described more specifically with reference to these.

図12の範囲401に記載されるリストは、ペントースリン酸回路300において行われる各酵素反応をリスト化したものである。記載のフォーマットは、図2の場合と同様であるので説明を省略する。   The list described in the range 401 in FIG. 12 is a list of enzyme reactions performed in the pentose phosphate circuit 300. Since the described format is the same as in the case of FIG.

図12の範囲402には、最終的な生成物(排出物質)とその濃度(排出量)が示されている。   A range 402 in FIG. 12 shows the final product (exhaust substance) and its concentration (exhaust amount).

図13乃至図17には酵素反応の詳細が示されている。図13乃至図17の範囲411乃至範囲427の構成は基本的に、図3乃至図10の場合と共通である。   Details of the enzyme reaction are shown in FIGS. The configurations of the ranges 411 to 427 in FIGS. 13 to 17 are basically the same as those in FIGS. 3 to 10.

以上のような構成で情報が記述された範囲411乃至範囲427を参照しながら、図11の構成を説明する。   The configuration of FIG. 11 will be described with reference to ranges 411 to 427 in which information is described in the above configuration.

図11において、ノード311は、出発物質であり、ノード313からノード314への酵素反応の基質である「D-Glucose」を示す。なお、出発物質の濃度は、酵素ネットワーク100の場合と同様に「40000.0 nmol」とする。   In FIG. 11, a node 311 is “D-Glucose” which is a starting material and is a substrate of an enzyme reaction from the node 313 to the node 314. The concentration of the starting material is “40000.0 nmol” as in the case of the enzyme network 100.

また、ノード312は、ノード313からノード314への酵素反応の基質である「ATP」を示す。   A node 312 indicates “ATP” which is a substrate of an enzyme reaction from the node 313 to the node 314.

ノード313からノード314への酵素反応についての情報は、図13の範囲413に記述される。ノード313は、ID「2.7.1.2」の酵素(glucokinase)、並びに、この酵素反応の基質である「D-Glucose」および「ATP」を示し、ノード314は、ID「2.7.1.2」(glucokinase)の酵素、並びに、この酵素反応の生成物である「ADP」および「D-Glucose 6-phosphate」を示す。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「40000.0 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from the node 313 to the node 314 is described in a range 413 in FIG. The node 313 indicates an enzyme (glucokinase) with an ID “2.7.1.2” and substrates “D-Glucose” and “ATP” of the enzyme reaction, and a node 314 indicates an ID “2.7.1.2” (glucokinase). And "ADP" and "D-Glucose 6-phosphate" which are products of this enzyme reaction. The traffic of this enzymatic reaction was “40000.0 nmol”.

ノード315は、ノード313からノード314への酵素反応の生成物である「ADP」を示す。   Node 315 indicates “ADP” which is a product of the enzyme reaction from node 313 to node 314.

また、ノード316は、ノード313からノード314への酵素反応の生成物である「D-Glucose 6-phosphate」を示す。なお、このノード(D-Glucose 6-phosphate)は、ノード317からノード318への酵素反応の基質、ノード318からノード317への酵素反応の生成物、ノード345からノード346への酵素反応の生成物、並びに、ノード346からノード345への酵素反応の基質でもある。   The node 316 indicates “D-Glucose 6-phosphate” which is a product of the enzyme reaction from the node 313 to the node 314. Note that this node (D-Glucose 6-phosphate) is a substrate for the enzyme reaction from node 317 to node 318, a product of the enzyme reaction from node 318 to node 317, and an enzyme reaction from node 345 to node 346. As well as the substrate of the enzymatic reaction from node 346 to node 345.

ノード317からノード318への酵素反応についての情報は、図16の範囲421に記述される。ノード317は、ID「1.1.1.49」の酵素(glucose-6-phosphate dehydrogenase)、並びに、この酵素反応の基質である「NADP+」および「D-Glucose 6-phosphate」を示し、ノード318は、ID「1.1.1.49」の酵素(glucose-6-phosphate dehydrogenase)、並びに、この酵素反応の生成物である「NADPH」、「h」、「D-Glucono-1」、および「5-lactone 6-phosphate」を示す。また、この酵素(1.1.1.49)の割当量(濃度)は、「0.974925718932978 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「107162.98046962103 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 317 to node 318 is described in range 421 in FIG. Node 317 indicates an enzyme (glucose-6-phosphate dehydrogenase) with ID “1.1.1.49”, and substrates “NADP +” and “D-Glucose 6-phosphate” of this enzyme reaction. “1.1.1.49” enzyme (glucose-6-phosphate dehydrogenase) and the products of this enzyme reaction “NADPH”, “h”, “D-Glucono-1”, and “5-lactone 6-phosphate” Is shown. Moreover, the allocated amount (concentration) of this enzyme (1.1.1.49) is “0.974925718932978 nmol”. The traffic of this enzyme reaction was “107162.98046962103 nmol”.

ノード318からノード317への酵素反応についての情報は、図16の範囲422に記述される。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「10524.11222672474 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 318 to node 317 is described in range 422 of FIG. The traffic of this enzyme reaction was “10524.11222672474 nmol”.

ノード319は、ノード317からノード318への酵素反応の生成物である「h」を示す。なお、このノード319(h)は、ノード318からノード317への酵素反応の基質でもある。   Node 319 indicates “h”, which is the product of the enzymatic reaction from node 317 to node 318. This node 319 (h) is also a substrate for the enzyme reaction from the node 318 to the node 317.

ノード320は、ノード317からノード318への酵素反応の生成物である「D-Glucono-1」および「5-lactone 6-phosphate」を示す。なお、このノード320(D-Glucono-1および5-lactone 6-phosphate)は、ノード322からノード323への酵素反応の基質でもある。   Node 320 shows “D-Glucono-1” and “5-lactone 6-phosphate” which are products of the enzyme reaction from node 317 to node 318. This node 320 (D-Glucono-1 and 5-lactone 6-phosphate) is also a substrate for the enzyme reaction from the node 322 to the node 323.

ノード321は、ノード322からノード323への酵素反応の基質である「H2O」を示す。 The node 321 indicates “H 2 O” which is a substrate of the enzyme reaction from the node 322 to the node 323.

ノード322からノード323への酵素反応についての情報は、図14の範囲416に記述される。ノード322は、ID「3.1.1.31」の酵素(6-phosphogluconolactonase)、並びに、この酵素反応の基質である「H20」、「D-Glucono-1」、および「5-lactone 6-phosphate」を示し、ノード323は、ID「3.1.1.31」の酵素(6-phosphogluconolactonase)、並びに、この酵素反応の生成物である「6-Phospho-D-gluconate」を示す。また、この酵素(3.1.1.31)の割当量(濃度)は、「7.7214390937079305 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「96638.8682428963 nmol」であった。 Information about the enzyme reaction from node 322 to node 323 is described in range 416 of FIG. The node 322 includes an enzyme with ID “3.1.1.31” (6-phosphogluconolactonase) and “H 2 0”, “D-Glucono-1”, and “5-lactone 6-phosphate” which are substrates for this enzymatic reaction. The node 323 indicates an enzyme with ID “3.1.1.31” (6-phosphogluconolactonase) and “6-Phospho-D-gluconate” which is a product of this enzyme reaction. Further, the allocated amount (concentration) of the enzyme (3.1.1.31) is “7.7214390937079305 nmol”. The traffic of this enzyme reaction was “96638.8682428963 nmol”.

ノード324は、ノード322からノード323への酵素反応の生成物である「6-Phospho-D-gluconate」を示す。なお、このノード324(6-Phospho-D-gluconate)は、ノード325からノード326への酵素反応の基質、並びに、ノード326からノード325への酵素反応の生成物でもある。   A node 324 indicates “6-Phospho-D-gluconate”, which is a product of an enzyme reaction from the node 322 to the node 323. The node 324 (6-Phospho-D-gluconate) is also a substrate for the enzyme reaction from the node 325 to the node 326 and a product of the enzyme reaction from the node 326 to the node 325.

ノード325からノード326への酵素反応についての情報は、図14の範囲414に記述される。ノード325は、ID「1.1.1.44」の酵素(phosphogluconate dehydrogenase)、並びに、この酵素反応の基質である「6-Phospho-D-gluconate」および「NADP+」を示し、ノード326は、ID「1.1.1.44」の酵素(phosphogluconate dehydrogenase)、並びに、この酵素反応の生成物である「D-Ribulose」、「5-phosphate」、「CO2」、および「NADPH」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.0060 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「98.0 /s」であり、固有の活動度は「175.0 umol/min/mg」である。この酵素(1.1.1.44)は、例えば、グリーンピース、ドブネズミ、イノシシ、バクテリア、カイウサギ、サルモネラ菌、ヒト、ホウレンソウ、カンジダカビ、イネ、および、大腸菌などから採取することができる。また、この酵素(1.1.1.44)の割当量(濃度)は、「1.032908096565134 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「96638.8682428963 nmol」であった。 Information about the enzyme reaction from node 325 to node 326 is described in range 414 of FIG. Node 325 shows an enzyme (phosphogluconate dehydrogenase) with ID “1.1.1.44” and substrates of this enzyme reaction, “6-Phospho-D-gluconate” and “NADP +”, and node 326 shows ID “1.1. 1.44 "of an enzyme (phosphogluconate dehydrogenase), as well as a product of the enzymatic reaction" D-Ribulose "," 5-phosphate "indicates" CO 2 ", and" NADPH ". The Michaelis constant of this enzyme reaction is “0.0060 mmol / l”, the turnover number is “98.0 / s”, and the specific activity is “175.0 umol / min / mg”. This enzyme (1.1.1.44) can be collected from, for example, green pea, rat, wild boar, bacteria, silkworm, Salmonella, human, spinach, Candida, rice, and Escherichia coli. Further, the allocated amount (concentration) of this enzyme (1.1.1.44) is “1.032908096565134 nmol”. The traffic of this enzyme reaction was “96638.8682428963 nmol”.

ノード326からノード325への酵素反応についての情報は、図14の範囲415に記述される。この酵素反応のミカエリス定数は、「2.2E-4 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「10.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「0.0 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 326 to node 325 is described in range 415 of FIG. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “2.2E-4 mmol / l”, and the turnover number is “10.0 / s”. The traffic of this enzyme reaction was “0.0 nmol”.

ノード327は、ノード325からノード326への酵素反応の生成物である「CO2」を示す。なお、このノード327(CO2)は、ノード326からノード325への酵素反応の基質でもある。 Node 327 indicates “CO 2 ” which is the product of the enzyme reaction from node 325 to node 326. This node 327 (CO 2 ) is also a substrate for the enzyme reaction from the node 326 to the node 325.

ノード328は、ノード325からノード326への酵素反応の生成物である「D-Ribulose 5-phosphate」を示す。なお、このノード328(D-Ribulose 5-phosphate)は、ノード329からノード330への酵素反応の基質、ノード332からノード333への基質、および、ノード333からノード332への酵素反応の生成物でもある。   Node 328 indicates “D-Ribulose 5-phosphate” which is a product of the enzyme reaction from node 325 to node 326. In addition, this node 328 (D-Ribulose 5-phosphate) is a substrate of the enzyme reaction from the node 329 to the node 330, a substrate from the node 332 to the node 333, and a product of the enzyme reaction from the node 333 to the node 332 But there is.

ノード329からノード330への酵素反応についての情報は、図17の範囲427に記述される。ノード329は、ID「5.1.3.1」の酵素(ribulose-phosphate 3-epimerase)、並びに、この酵素反応の基質である「D-Ribulose 5-phosphate」を示し、ノード330は、ID「5.1.3.1」の酵素(ribulose-phosphate 3-epimerase)、並びに、この酵素反応の生成物である「D-Xylulose 5-phosphate」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.19 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「7100.0 /s」であり、固有の活動度は「11610.0 umol/min/mg」である。この酵素(5.1.3.1)は、例えば、イネ、バクテリア、ドブネズミ、ホウレンソウ、ウシ、大腸菌、カイウサギ、イネ、およびヒトなどから採取することができる。また、この酵素(5.1.3.1)の割当量(濃度)は、「62.774954936062876 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「68319.43412144815 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 329 to node 330 is described in range 427 of FIG. The node 329 indicates an enzyme (ribulose-phosphate 3-epimerase) with an ID “5.1.3.1” and “D-Ribulose 5-phosphate” which is a substrate for this enzyme reaction, and the node 330 has an ID “5.1.3.1”. And the enzyme "ribulose-phosphate 3-epimerase" and "D-Xylulose 5-phosphate" which is a product of this enzyme reaction. The Michaelis constant of this enzyme reaction is “0.19 mmol / l”, the turnover number is “7100.0 / s”, and the specific activity is “11610.0 umol / min / mg”. This enzyme (5.1.3.1) can be collected from, for example, rice, bacteria, rats, spinach, cattle, Escherichia coli, rabbits, rice, and humans. Moreover, the allocated amount (concentration) of this enzyme (5.1.3.1) is “62.774954936062876 nmol”. The traffic of this enzyme reaction was “68319.43412144815 nmol”.

ノード331は、ノード329からノード330への酵素反応の生成物である「D-Xylulose 5-phosphate」を示す。なお、このノード331(D-Xylulose 5-phosphate)は、ノード335からノード336への酵素反応の基質、ノード336からノード335への酵素反応の生成物、ノード339からノード341への酵素反応の基質、並びに、ノード341からノード339への酵素反応の生成物でもある。   The node 331 indicates “D-Xylulose 5-phosphate” that is a product of the enzyme reaction from the node 329 to the node 330. This node 331 (D-Xylulose 5-phosphate) is a substrate for the enzyme reaction from the node 335 to the node 336, a product of the enzyme reaction from the node 336 to the node 335, and an enzyme reaction from the node 339 to the node 341. It is also the substrate and the product of the enzymatic reaction from node 341 to node 339.

ノード332からノード333への酵素反応についての情報は、図13の範囲411に記述される。ノード332は、ID「5.3.1.6」の酵素(ribose-5-phosphate isomerase)、並びに、この酵素反応の基質である「D-Ribulose 5-phosphate」を示し、ノード333は、ID「5.3.1.6」の酵素(ribose-5-phosphate isomerase)、並びに、この酵素反応の生成物である「D-Ribulose 5-phosphate」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.108 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「3440.0 /s」であり、固有の活動度は「1700.0 umol/min/mg」である。この酵素(5.3.1.6)は、例えば、グリーンピース、ドブネズミ、イノシシ、ウシ、大腸菌、ヒト、カンジダカビ、およびホウレンソウなどから採取することができる。また、この酵素(5.3.1.6)の割当量(濃度)は、「13.091980787699258 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「22503.965709252243 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from the node 332 to the node 333 is described in a range 411 in FIG. The node 332 indicates an enzyme (ribose-5-phosphate isomerase) having an ID “5.3.1.6” and “D-Ribulose 5-phosphate” which is a substrate of the enzyme reaction, and the node 333 has an ID “5.3.1.6”. "Enzyme" (ribose-5-phosphate isomerase) and "D-Ribulose 5-phosphate" which is a product of this enzyme reaction. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “0.108 mmol / l”, the turnover number is “3440.0 / s”, and the specific activity is “1700.0 umol / min / mg”. This enzyme (5.3.1.6) can be collected from, for example, green pea, rat, wild boar, cow, Escherichia coli, human, Candida, spinach and the like. Further, the allocated amount (concentration) of the enzyme (5.3.1.6) is “13.091980787699258 nmol”. The traffic of this enzyme reaction was “22503.965709252243 nmol”.

ノード333からノード332への酵素反応についての情報は、図13の範囲412に記述される。この酵素反応のミカエリス定数は、「0.66 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「50.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「50823.399830700386 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 333 to node 332 is described in range 412 of FIG. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “0.66 mmol / l” and the turnover number is “50.0 / s”. The traffic of the enzyme reaction was “50823.399830700386 nmol”.

ノード334は、ノード332からノード333への酵素反応の生成物である「D-Ribulose 5-phosphate」を示す。なお、このノード334(D-Ribulose 5-phosphate)は、ノード333からノード332への酵素反応の基質、ノード335からノード336への酵素反応の基質、および、ノード336からノード335への酵素反応の生成物でもある。   Node 334 indicates “D-Ribulose 5-phosphate”, which is a product of the enzyme reaction from node 332 to node 333. This node 334 (D-Ribulose 5-phosphate) is a substrate for enzyme reaction from node 333 to node 332, a substrate for enzyme reaction from node 335 to node 336, and an enzyme reaction from node 336 to node 335. It is also the product of

ノード335からノード336への酵素反応についての情報は、図17の範囲425に記述される。ノード335は、ID「2.2.1.1」の酵素(transketolase)、並びに、この酵素反応の基質である「D-Ribose 5-phosphate」および「D-Xylulose 5-phosphate」を示し、ノード336は、ID「2.2.1.1」の酵素(transketolase)、並びに、この酵素反応の生成物である「Sedoheptulose 7-phosphate」および「(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanal」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「4.0 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「100.0 /s」であり、固有の活動度は「50.4 umol/min/mg」である。この酵素(2.2.1.1)は、例えば、ドブネズミ、ムギ、イノシシ、大腸菌、カイウサギ、ヒト、カンジダカビ、およびホウレンソウなどから採取することができる。また、この酵素(2.2.1.1)の割当量(濃度)は、「6.4130119777843735 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「16896.943255219718 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 335 to node 336 is described in range 425 of FIG. The node 335 indicates an enzyme (transketolase) having an ID “2.2.1.1”, and “D-Ribose 5-phosphate” and “D-Xylulose 5-phosphate” which are substrates of the enzyme reaction. “2.2.1.1” enzyme (transketolase) and “Sedoheptulose 7-phosphate” and “(2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal” which are products of this enzyme reaction are shown. The Michaelis constant of this enzyme reaction is “4.0 mmol / l”, the turnover number is “100.0 / s”, and the specific activity is “50.4 umol / min / mg”. This enzyme (2.2.1.1) can be collected from, for example, rat, wheat, wild boar, E. coli, rabbit, human, Candida, spinach and the like. Further, the allocated amount (concentration) of this enzyme (2.2.1.1) is “6.4130119777843735 nmol”. The traffic of this enzyme reaction was “16896.943255219718 nmol”.

ノード336からノード335への酵素反応についての情報は、図17の範囲426に記述される。この酵素反応のミカエリス定数は、「0.0056 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「56.7 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「45216.37737666786 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 336 to node 335 is described in range 426 of FIG. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “0.0056 mmol / l” and the turnover number is “56.7 / s”. The traffic of this enzyme reaction was “45216.37737666786 nmol”.

ノード337は、ノード335からノード336への酵素反応の生成物である「(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanal」を示す。なお、このノード337( (2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanal)は、ノード336からノード335への酵素反応の基質、並びに、ノード339からノード341への酵素反応の生成物、ノード339からノード341への酵素反応の生成物、ノード341からノード339への酵素反応の基質、ノード343からノード344への酵素反応の基質、並びに、ノード344からノード343への酵素反応の生成物でもある。   Node 337 indicates “(2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal”, which is a product of the enzyme reaction from node 335 to node 336. The node 337 ((2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal) is a substrate of the enzyme reaction from the node 336 to the node 335 and a product of the enzyme reaction from the node 339 to the node 341. , The product of the enzyme reaction from node 339 to node 341, the substrate of the enzyme reaction from node 341 to node 339, the substrate of the enzyme reaction from node 343 to node 344, and the enzyme reaction from node 344 to node 343 It is also a product.

ノード338は、ノード335からノード336への酵素反応の生成物である「Sedoheptulose 7-phosphate」を示す。なお、このノード338(Sedoheptulose 7-phosphate)は、ノード343からノード344への酵素反応の基質、並びに、ノード344からノード343への酵素反応の生成物でもある。   Node 338 indicates “Sedoheptulose 7-phosphate”, which is a product of the enzyme reaction from node 335 to node 336. The node 338 (Sedoheptulose 7-phosphate) is also a substrate for the enzyme reaction from the node 343 to the node 344 and a product of the enzyme reaction from the node 344 to the node 343.

ノード339からノード341への酵素反応についての情報は、図16の範囲423に記述される。ノード339は、ID「2.2.1.1」の酵素(transketolase)、並びに、この酵素反応の基質である「D-Erythrose 4-phosphate」および「D-Xylulose 5-phosphate」を示し、ノード341は、ID「2.2.1.1」の酵素(transketolase)、並びに、この酵素反応の生成物である「(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanal」および「D-Fructose 6-phosphate」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.0056 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「69.0 /s」であり、固有の活動度は「50.4 umol/min/mg」である。また、この酵素(2.2.1.1)の割当量(濃度)は、「6.4130119777843735 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「93511.79261905616 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from the node 339 to the node 341 is described in a range 423 in FIG. The node 339 indicates the enzyme (transketolase) with ID “2.2.1.1” and “D-Erythrose 4-phosphate” and “D-Xylulose 5-phosphate” which are substrates for this enzymatic reaction. “2.2.1.1” enzyme (transketolase) and “(2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal” and “D-Fructose 6-phosphate” which are products of this enzyme reaction are shown. The Michaelis constant of this enzyme reaction is “0.0056 mmol / l”, the turnover number is “69.0 / s”, and the specific activity is “50.4 umol / min / mg”. Further, the allocated amount (concentration) of this enzyme (2.2.1.1) is “6.4130119777843735 nmol”. The traffic of this enzyme reaction was “93511.79261905616 nmol”.

ノード341からノード339への酵素反応についての情報は、図16の範囲424に記述される。この酵素反応のミカエリス定数は、「4.9 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「10.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「65192.35849760802 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 341 to node 339 is described in range 424 in FIG. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “4.9 mmol / l” and the turnover number is “10.0 / s”. The traffic of this enzyme reaction was “65192.35849760802 nmol”.

ノード340は、ノード339からノード341への酵素反応の基質である「D-Erythrose 4-phosphate」を示す。なお、このノード340(D-Erythrose 4-phosphate)は、ノード341からノード339への酵素反応の生成物、ノード343からノード344への酵素反応の生成物、並びに、ノード344からノード343への酵素反応の基質でもある。   Node 340 indicates “D-Erythrose 4-phosphate”, which is a substrate for the enzyme reaction from node 339 to node 341. The node 340 (D-Erythrose 4-phosphate) is a product of an enzyme reaction from the node 341 to the node 339, a product of an enzyme reaction from the node 343 to the node 344, and a node 343 to the node 343. It is also a substrate for enzyme reactions.

ノード342は、ノード339からノード341への酵素反応の生成物である「D-Fructose 6-phosphate」を示す。なお、このノード342(D-Fructose 6-phosphate)は、ノード341からノード339への酵素反応の基質、ノード343からノード344への酵素反応の生成物、ノード344からノード343への酵素反応の基質、ノード345からノード346への酵素反応の基質、並びに、ノード346からノード345への酵素反応の生成物でもある。   The node 342 indicates “D-Fructose 6-phosphate” which is a product of the enzyme reaction from the node 339 to the node 341. This node 342 (D-Fructose 6-phosphate) is a substrate of the enzyme reaction from the node 341 to the node 339, a product of the enzyme reaction from the node 343 to the node 344, and an enzyme reaction from the node 344 to the node 343. It is also the substrate, the substrate of the enzyme reaction from node 345 to node 346, and the product of the enzyme reaction from node 346 to node 345.

ノード343からノード344への酵素反応についての情報は、図15の範囲417に記述される。ノード343は、ID「2.2.1.2」の酵素(transaldolase)、並びに、この酵素反応の基質である「Sedoheptulose 7-phosphate」と「(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanal」を示し、ノード344は、ID「2.2.1.2」の酵素(transaldolase)、並びに、この酵素反応の生成物である「D-Erythrose 4-phosphate」および「D-Fructose 6-phosphate」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.038 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「100.0 /s」であり、固有の活動度は「60.0 umol/min/mg」である。この酵素(2.2.1.2)は、例えば、ミドリムシ、ドブネズミ、ウシ、大腸菌、カイウサギ、ヒト、カンジダカビ、およびホウレンソウなどから採取することができる。また、この酵素(2.2.1.2)の割当量(濃度)は、「0.9861131028717981 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「38921.48722484376 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 343 to node 344 is described in range 417 of FIG. The node 343 receives the ID (2.2.1.2) enzyme (transaldolase) and “Sedoheptulose 7-phosphate” and “(2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal” which are substrates for this enzyme reaction. Node 344 shows an enzyme (transaldolase) with ID “2.2.1.2” and “D-Erythrose 4-phosphate” and “D-Fructose 6-phosphate” which are products of this enzyme reaction. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “0.038 mmol / l”, the turnover number is “100.0 / s”, and the specific activity is “60.0 umol / min / mg”. This enzyme (2.2.1.2) can be collected from, for example, Euglena, Rats, cattle, E. coli, rabbits, humans, Candida and spinach. Further, the allocated amount (concentration) of this enzyme (2.2.1.2) is “0.9861131028717981 nmol”. The traffic of this enzyme reaction was “38921.48722484376 nmol”.

ノード344からノード343への酵素反応についての情報は、図15の範囲418に記述される。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.2 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「10.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「10602.053103395614 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 344 to node 343 is described in range 418 of FIG. The Michaelis constant of this enzymatic reaction is “0.2 mmol / l”, and the turnover number is “10.0 / s”. The traffic of this enzyme reaction was “10602.053103395614 nmol”.

ノード345からノード346への酵素反応についての情報は、図15の範囲419に記述される。ノード345は、ID「5.3.1.9」の酵素(glucose-6-phosphate isomerase)、並びに、この酵素反応の基質である「D-Glucose 6-phosphate」を示し、ノード346は、ID「5.3.1.9」の酵素(glucose-6-phosphate isomerase)、並びに、この酵素反応
の生成物である「D-Fructose 6-phosphate」を示す。また、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.03 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「42.0 /s」であり、固有の活動度は「1470.0 umol/min/mg」である。この酵素(5.3.1.9)は、例えば、グリーンピース、イノシシ、カイウサギ、イヌ、ヒト、ホウレンソウ、ムギ、バクテリア、ドブネズミ、ウシ、および大腸菌などから採取することができる。また、この酵素(5.3.1.9)の割当量(濃度)は、「4.943054351198328 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「49675.42881604301 nmol」であった。
Information about the enzyme reaction from node 345 to node 346 is described in range 419 of FIG. The node 345 indicates an enzyme (glucose-6-phosphate isomerase) with an ID “5.3.1.9” and “D-Glucose 6-phosphate” which is a substrate for the enzyme reaction, and the node 346 has an ID “5.3.1.9”. "Enzyme" (glucose-6-phosphate isomerase) and "D-Fructose 6-phosphate" which is a product of this enzyme reaction. Further, the Michaelis constant of this enzyme reaction is “0.03 mmol / l”, the turnover number is “42.0 / s”, and the specific activity is “1470.0 umol / min / mg”. This enzyme (5.3.1.9) can be collected from, for example, green pea, wild boar, rabbit, dog, human, spinach, wheat, bacteria, rat, cow, and E. coli. Further, the allocated amount (concentration) of this enzyme (5.3.1.9) is “4.943054351198328 nmol”. The traffic of this enzyme reaction was “49675.42881604301 nmol”.

ノード346からノード345への酵素反応についての情報は、図15の範囲420に記述される。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.01 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「3330.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック(traffic)は、「106314.2970589393 nmol」であった。   Information about the enzyme reaction from node 346 to node 345 is described in range 420 of FIG. In addition, the Michaelis constant of this enzyme reaction is “0.01 mmol / l”, and the turnover number is “3330.0 / s”. The traffic of this enzyme reaction was “106314.2970589393 nmol”.

以上のような構成のペントースリン酸回路300をシミュレーションした結果が図17の範囲428に示される。出発物質を「D-Glucose」とし、排出物質を「CO2」として、60分後の排出量を算出させたところ、排出量の最大値は、「96638.8682428963 nmol」であった。 A result of simulating the pentose phosphate circuit 300 configured as described above is shown in a range 428 of FIG. When the starting material was “D-Glucose” and the emission material was “CO 2 ” and the emission amount after 60 minutes was calculated, the maximum value of the emission amount was “96638.8682428963 nmol”.

図10の範囲237に示されるように、酵素ネットワーク100の場合、排出量の最大値は、「226134.6824743001 nmol」であるので、酵素ネットワーク100の方が、ペントースリン酸回路300よりも2倍以上効率よくCO2を生成し、排出している。すなわち、酵素ネットワーク100は、既知の代謝回路であるペントースリン酸回路300よりも効率よく電気エネルギーを生成することができる。 As shown in the range 237 of FIG. 10, in the case of the enzyme network 100, the maximum value of the discharge amount is “226134.6824743001 nmol”, so the enzyme network 100 is more than twice as efficient as the pentose phosphate circuit 300. It produces and emits CO 2 . That is, the enzyme network 100 can generate electric energy more efficiently than the pentose phosphate circuit 300 which is a known metabolic circuit.

理論的に、1つのグルコース分子から6つのCO2分子を生成することができる。つまり、40000nmolのグルコースからは理論値で240000nmolのCO2を生成することができる。上述したシミュレーション結果に示されているように、酵素ネットワーク100は、わずか60分間で略全てのグルコースをCO2に代謝することができる。ペントースリン酸回路300のような自然界の酵素ネットワークでは、生命活動に適した特性(貯蔵や冗長性等)が必要になるので、酵素ネットワーク100のように純粋に代謝の効率化を求めたネットワークは未だ発見されていない。つまり、酵素ネットワーク100は、自然界に存在する既知の酵素ネットワークよりも効率よく電気エネルギーを生成することができる。 Theoretically, six CO 2 molecules can be generated from one glucose molecule. That is, 240000 nmol of CO 2 can be generated theoretically from 40000 nmol of glucose. As shown in the simulation results described above, the enzyme network 100 can metabolize almost all glucose to CO 2 in as little as 60 minutes. In the natural enzyme network such as the pentose phosphate circuit 300, characteristics (storage, redundancy, etc.) suitable for life activities are required. Therefore, there is still a network that demands pure metabolic efficiency like the enzyme network 100. Not found. That is, the enzyme network 100 can generate electrical energy more efficiently than known enzyme networks existing in nature.

酵素ネットワーク100は、ペントースリン酸回路300の場合と異なり、ID「4.2.1.12」の酵素(phosphogluconate dehydratase)と、ID「4.1.2.14」の酵素(2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase)とを用いて、6-Phospho-D-gluconateをPyruvateと(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanalに代謝させる。   Unlike the case of the pentose phosphate circuit 300, the enzyme network 100 includes an enzyme with ID “4.2.1.12” (phosphogluconate dehydratase) and an enzyme with ID “4.1.2.14” (2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase). Used to metabolize 6-Phospho-D-gluconate to Pyruvate and (2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal.

このPyruvateと(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanalからCO2を生成するようにすることにより、上述したような、複数箇所においてCO2を生成する酵素ネットワークを形成することができる。これにより、電子を放出する化学反応の数も増えるので、酵素ネットワーク100は、効率よく電気エネルギーを生成することができる。 By generating CO 2 from this pyruvate and (2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal, it is possible to form an enzyme network that generates CO 2 at multiple locations as described above. it can. As a result, the number of chemical reactions that emit electrons also increases, so that the enzyme network 100 can efficiently generate electrical energy.

換言すれば、酵素ネットワーク100は、ペントースリン酸回路300と同様の、D-Glucoseを6-Phospho-D-gluconateに代謝させる一連の化学反応を触媒する複数の酵素からなる第1の酵素ネットワーク、ID「4.2.1.12」の酵素(phosphogluconate dehydratase)、ID「4.1.2.14」の酵素(2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase)、並びに、Pyruvateおよび(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanalをCO2に代謝させる一連の化学反応を触媒する複数の酵素からなる第2の酵素ネットワークを有していればよく、第1の酵素ネットワークおよび第2の酵素ネットワークは、図1に例示される酵素群以外の酵素により構成されるものであってもよい。 In other words, the enzyme network 100 is a first enzyme network consisting of a plurality of enzymes that catalyze a series of chemical reactions that metabolize D-Glucose to 6-Phospho-D-gluconate, similar to the pentose phosphate circuit 300, ID "4.2.1.12" enzyme (phosphogluconate dehydratase), ID "4.1.2.14" enzyme (2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase), and Pyruvate and (2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) It is only necessary to have a second enzyme network consisting of a plurality of enzymes that catalyze a series of chemical reactions that metabolize -propanal to CO 2. The first enzyme network and the second enzyme network are illustrated in FIG. It may be composed of an enzyme other than the enzyme group to be produced.

ただし、この第2の酵素ネットワークにおいて、図1の例のように、ID「4.1.2.14」の酵素(2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase)に触媒されて生成された(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanal、NADP+、およびH2Oを、3-Phospho-D-glycerate、NADPH、h、およびhに代謝させる化学反応を触媒するID「1.2.1.9」の酵素(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)を用いることにより、複数箇所においてCO2を生成する酵素ネットワークを形成することができる。また、3-Phospho-D-glycerateからPyruvateを生成する経路を構築することもでき、後述するように、代謝効率を向上させることができる。 However, in this second enzyme network, as shown in the example of FIG. 1, (2R) -2 produced by being catalyzed by the enzyme with ID “4.1.2.14” (2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase) -Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal, NADP + and H2O metabolize to 3-Phospho-D-glycerate, NADPH, h, and h. Enzyme with ID “1.2.1.9” (glyceraldehyde- By using 3-phosphate dehydrogenase), an enzyme network that generates CO 2 can be formed at a plurality of locations. Moreover, a pathway for generating pyruvate from 3-Phospho-D-glycerate can also be constructed, and as described later, metabolic efficiency can be improved.

なお、このID「1.2.1.9」の酵素(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)は、グリンピース、ムギ、またはホウレンソウ等のような植物からしか基本的に採取することができない酵素である。このような植物の酵素が、動物から採取される酵素と1つの酵素ネットワークを構築することは自然界においては基本的に有り得ない。酵素ネットワーク100は、このような自然界に存在しない酵素の組み合わせを適用することにより、より効率よく電気エネルギーを生成することができるようになされている。   The enzyme (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase) with ID “1.2.1.9” is basically an enzyme that can be collected only from plants such as green peas, wheat, or spinach. It is basically impossible in nature for such plant enzymes to construct one enzyme network with enzymes collected from animals. The enzyme network 100 can generate electric energy more efficiently by applying such a combination of enzymes that does not exist in nature.

また、この第2の酵素ネットワークは、ID「4.1.2.14」の酵素(2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase)に触媒されて生成された(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanalを複数のCO2に代謝させるとともに、さらにPyruvateにも代謝させる一連の化学反応を触媒する複数の酵素からなる第3の酵素ネットワークを含むようになされている。このような第3のネットワークにより、ID「4.1.2.14」の酵素(2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase)に触媒されて生成された(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanalおよびPyruvateを効率よくCO2に代謝させることができる。 This second enzyme network is (2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) produced by catalysis by the enzyme with ID “4.1.2.14” (2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase). It includes a third enzyme network consisting of multiple enzymes that catalyze a series of chemical reactions that metabolize -propanal into multiple CO 2 and also metabolize into pyruvate. By such a third network, (2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy)-produced by catalyzing the enzyme with ID “4.1.2.14” (2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase) Propanal and Pyruvate can be efficiently metabolized to CO 2 .

従って、図1に例示される酵素群以外の酵素を用いてこの第3の酵素ネットワークを形成するようにしてもよい。図1の例においては、この第3の酵素ネットワークは、ID「1.2.1.9」の酵素(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)、ID「3.1.3.38」の酵素(3-phosphoglycerate phosphatase)、ID「1.1.1.81」の酵素(hydroxypyruvate reductase)、ID「4.1.1.40」の酵素(hydroxypyruvate decarboxylase)、ID「1.2.1.21」の酵素(glycolaldehyde dehydrogenase)、ID「1.1.99.14」の酵素(glycolate dehydrogenase)、ID「2.3.3.9」の酵素(malate synthase)、およびID「1.1.1.40」の酵素(malate dehydrogenase)を含む。   Therefore, this third enzyme network may be formed using enzymes other than the enzyme group exemplified in FIG. In the example of FIG. 1, the third enzyme network includes an enzyme with ID “1.2.1.9” (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase), an enzyme with ID “3.1.3.38” (3-phosphoglycerate phosphatase), and an ID “1.1”. .1.81 "enzyme (hydroxypyruvate reductase), ID" 4.1.1.40 "enzyme (hydroxypyruvate decarboxylase), ID" 1.2.1.21 "enzyme (glycolaldehyde dehydrogenase), ID" 1.1.99.14 "enzyme (glycolate dehydrogenase), ID It contains an enzyme (malate synthase) of “2.3.3.9” and an enzyme (malate dehydrogenase) of ID “1.1.1.40”.

また、第3のネットワークが、ID「1.2.1.51」の酵素(pyruvate dehydrogenase)を含むようにすることにより、ID「2.3.3.9」の酵素(malate synthase)が触媒する化学反応において、その基質であるAcetyl-CoAを補うことができる。これにより、酵素ネットワーク100は、Acetyl-CoAの不足を抑制し、ID「2.3.3.9」の酵素(malate synthase)が触媒する化学反応、および、ID「1.1.1.40」の酵素(malate dehydrogenase)が触媒する化学反応を促進させることができる。これにより、酵素ネットワーク100は、CO2の代謝効率を向上させることができ、より効率よく電気エネルギーを生成することができる。 In addition, by making the third network contain the enzyme with ID “1.2.1.51” (pyruvate dehydrogenase), in the chemical reaction catalyzed by the enzyme with ID “2.3.3.9” (malate synthase), Can supplement some Acetyl-CoA. Thereby, the enzyme network 100 suppresses deficiency of Acetyl-CoA, and the chemical reaction catalyzed by the enzyme (malate synthase) with ID “2.3.3.9” and the enzyme (malate dehydrogenase) with ID “1.1.1.40” The catalyzed chemical reaction can be promoted. Thus, the enzyme network 100, can improve the metabolic efficiency of the CO 2, can be produced more efficiently electric energy.

さらに、第3のネットワークが、ID「5.4.2.1」の酵素(phosphoglycerate mutase)、ID「4.2.1.11」の酵素(phosphopyruvate hydratase)、ID「2.7.1.40」の酵素(pyruvate kinase)よりなる代謝経路を含むようにすることにより、Pyruvateを補うことができる。これにより、酵素ネットワーク100は、第3の酵素ネットワーク内の各酵素反応の反応速度を、CO2の代謝効率を向上させるように均衡させることができ、より効率よく電気エネルギーを生成することができる。 Furthermore, the third network is a metabolic pathway comprising an enzyme with ID “5.4.2.1” (phosphoglycerate mutase), an enzyme with ID “4.2.1.11” (phosphopyruvate hydratase), and an enzyme with ID “2.7.1.40” (pyruvate kinase). Pyruvate can be supplemented by including. Thereby, the enzyme network 100 can balance the reaction rate of each enzyme reaction in the third enzyme network so as to improve the metabolic efficiency of CO 2 , and can generate electric energy more efficiently. .

図18は、このような、酵素ネットワーク100を用いるバイオ燃料電池の主な構成例を示す断面図である。   FIG. 18 is a cross-sectional view showing a main configuration example of such a biofuel cell using the enzyme network 100.

図18のバイオ燃料電池500は、酵素によりグルコースを二酸化炭素(CO2)代謝させる際に発生する電子を起電力とする酵素燃料電池である。図18に示されるように、バイオ燃料電池500の筺体611の内部は空洞になっており、アノード521およびカソード523が設けられている。さらに、その空洞のアノード側512にはグルコースと酵素ネットワーク100が配置される。このような状態においてアノード側512において上述したような酵素反応が生じ、電子が放出され、アノード521に電子が溜まる。また、カソード側513において、水素イオン(H+)と酸素分子(O2)を化学反応させ水(H2O)を生成するようにし、カソード側513において電子を消費させるようにすると、アノード521とカソード523との間で電位差が生じる。そこで、筺体511の外部において、アノード521とカソード513を、抵抗522を介して接続させると、抵抗522の両端に電位差が生じ電流が流れる。 The biofuel cell 500 in FIG. 18 is an enzyme fuel cell that uses electrons generated when glucose is metabolized by carbon dioxide (CO 2 ) as an electromotive force. As shown in FIG. 18, the inside of the housing 611 of the biofuel cell 500 is hollow, and an anode 521 and a cathode 523 are provided. Further, glucose and enzyme network 100 are disposed on the anode side 512 of the cavity. In such a state, the enzyme reaction as described above occurs on the anode side 512, electrons are released, and electrons accumulate in the anode 521. Further, when hydrogen ions (H +) and oxygen molecules (O 2 ) are chemically reacted on the cathode side 513 to generate water (H 2 O) and electrons are consumed on the cathode side 513, the anode 521 and A potential difference occurs with the cathode 523. Therefore, when the anode 521 and the cathode 513 are connected to each other via the resistor 522 outside the housing 511, a potential difference occurs between both ends of the resistor 522, and a current flows.

このようなバイオ燃料電池500は、従来においては、ペントースリン酸回路300のような、自然界に存在する酵素ネットワークを用いていたが、より代謝の効率がよい(効率よく電気エネルギーを生成する)、図1に示されるような酵素ネットワーク100を用いることにより、発電効率を向上させることができる。   Such a biofuel cell 500 conventionally uses an enzyme network existing in nature such as the pentose phosphate circuit 300. However, the biofuel cell 500 is more efficient in metabolism (generates electric energy efficiently). By using the enzyme network 100 as shown in FIG. 1, the power generation efficiency can be improved.

なお、以上においては、酵素ネットワーク100の利用方法としてバイオ燃料電池を説明したが、酵素ネットワーク100の利用方法は任意である。   In the above description, the biofuel cell has been described as the method of using the enzyme network 100, but the method of using the enzyme network 100 is arbitrary.

また、本明細書において、システムとは、複数のデバイス(装置)により構成される装置全体を表すものである。なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。   Further, in this specification, the system represents the entire apparatus composed of a plurality of devices (apparatuses). The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

本発明を適用した酵素ネットワークの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the enzyme network to which this invention is applied. シミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows a simulation result. 図1の酵素ネットワーク100のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the enzyme network 100 of FIG. 図1の酵素ネットワーク100のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the enzyme network 100 of FIG. 図1の酵素ネットワーク100のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the enzyme network 100 of FIG. 図1の酵素ネットワーク100のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the enzyme network 100 of FIG. 図1の酵素ネットワーク100のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the enzyme network 100 of FIG. 図1の酵素ネットワーク100のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the enzyme network 100 of FIG. 図1の酵素ネットワーク100のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the enzyme network 100 of FIG. 図1の酵素ネットワーク100のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the enzyme network 100 of FIG. ペントースリン酸回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a pentose phosphate circuit. ペントースリン酸回路300のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the pentose phosphate circuit. ペントースリン酸回路300のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the pentose phosphate circuit. ペントースリン酸回路300のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the pentose phosphate circuit. ペントースリン酸回路300のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the pentose phosphate circuit. ペントースリン酸回路300のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the pentose phosphate circuit. ペントースリン酸回路300のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the pentose phosphate circuit. 本発明を適用したバイオ燃料電池の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the biofuel cell to which this invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

100 酵素ネットワーク, 300 ペントースリン酸回路, 500 バイオ燃料電池, 511 筺体, 521 アノード, 522 抵抗, 523 カソード   100 enzyme network, 300 pentose phosphate circuit, 500 biofuel cell, 511 housing, 521 anode, 522 resistance, 523 cathode

Claims (7)

グルコース(D-Glucose)を二酸化炭素(CO2)に代謝させる一連の化学反応を触媒する、複数の酵素からなる酵素ネットワークであって、
D-Glucoseを6-Phospho-D-gluconateに代謝させる一連の化学反応を触媒する複数の酵素からなる第1の酵素ネットワークと、
前記第1の酵素ネットワークに触媒されて生成された6-Phospho-D-gluconateを、2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconateとH2Oに代謝させる化学反応を触媒するphosphogluconate dehydratase(EC番号4.2.1.12)と、
前記phosphogluconate dehydratase(EC番号4.2.1.12)に触媒されて生成された2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconateを、Pyruvateと(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanalに代謝させる化学反応を触媒する2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase(EC番号4.1.2.14)と、
前記2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase(EC番号4.1.2.14)に触媒されて生成されたPyruvateおよび(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanalをCO2に代謝させる一連の化学反応を触媒する複数の酵素からなる第2の酵素ネットワークと
を備える酵素ネットワーク。
An enzyme network consisting of multiple enzymes that catalyzes a series of chemical reactions that metabolize glucose (D-Glucose) to carbon dioxide (CO 2 ),
A first enzyme network comprising a plurality of enzymes that catalyze a series of chemical reactions that metabolize D-Glucose to 6-Phospho-D-gluconate;
Phosphogluconate catalyzing a chemical reaction in which 6-Phospho-D-gluconate produced by catalysis by the first enzyme network is metabolized to 2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconate and H 2 O dehydratase (EC number 4.2.1.12),
2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconate produced by catalyzing the phosphogluconate dehydratase (EC No. 4.2.1.12) is converted into Pyruvate and (2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy)- 2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase (EC number 4.1.2.14) catalyzing the chemical reaction metabolized to propanal,
A series of metabolizing Pyruvate and (2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal catalyzed by the 2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase (EC number 4.1.2.14) to CO 2 A second enzyme network comprising a plurality of enzymes that catalyze a chemical reaction.
前記第2の酵素ネットワークは、
前記2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase(EC番号4.1.2.14)に触媒されて生成された(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanal、NADP+、およびH2Oを、3-Phospho-D-glycerate、NADPH、h、およびhに代謝させる化学反応を触媒するglyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase(EC番号1.2.1.9)を含む
請求項1に記載の酵素ネットワーク。
The second enzyme network is:
(2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal, NADP +, and H 2 O produced by catalysis of the 2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase (EC number 4.1.2.14), 3 The enzyme network according to claim 1, comprising -Phospho-D-glycerate, NADPH, h, and glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (EC number 1.2.1.9) that catalyzes a chemical reaction metabolized to h.
前記第2の酵素ネットワークは、
前記2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase(EC番号4.1.2.14)に触媒されて生成された(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanalを複数のCO2に代謝させるとともに、さらにPyruvateにも代謝させる一連の化学反応を触媒する複数の酵素からなる第3の酵素ネットワークを含む
請求項1に記載の酵素ネットワーク。
The second enzyme network is:
Metabolizing (2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal produced by catalyzing the 2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase (EC number 4.1.2.14) into a plurality of CO 2 , The enzyme network according to claim 1, further comprising a third enzyme network comprising a plurality of enzymes that catalyze a series of chemical reactions that are also metabolized by pyruvate.
前記第3の酵素ネットワークは、
前記2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase(EC番号4.1.2.14)に触媒されて生成された(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanal、NADP+、およびH2Oを、3-Phospho-D-glycerate、NADPH、h、およびhに代謝させる化学反応を触媒するglyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase(EC番号1.2.1.9)と、
前記glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase(EC番号1.2.1.9)に触媒されて生成された3-Phospho-D-glycerateおよびH2Oを、D-GlycerateおよびOrthophosphateに代謝させる化学反応を触媒する3-phosphoglycerate phosphatase(EC番号3.1.3.38)と、
前記3-phosphoglycerate phosphatase(EC番号3.1.3.38)に触媒されて生成されたD-GlycerateおよびNADP+を、Hydroxypyruvate、NADPH、およびhに代謝させる化学反応を触媒するhydroxypyruvate reductase(EC番号1.1.1.81)と、
前記hydroxypyruvate reductase(EC番号1.1.1.81)に触媒されて生成されたHydroxypyruvateを、GlycolaldehydeおよびCO2に代謝させる化学反応を触媒するhydroxypyruvate decarboxylase(EC番号4.1.1.40)と、
前記hydroxypyruvate decarboxylase(EC番号4.1.1.40)に触媒されて生成されたGlycolaldehyde、NAD+、およびH2Oを、Glycolate、NADH、h、およびhに代謝させる化学反応を触媒するglycolaldehyde dehydrogenase(EC番号1.2.1.21)と、
前記glycolaldehyde dehydrogenase(EC番号1.2.1.21)に触媒されて生成されたGlycolateおよびAcceptorを、GlyoxylateおよびReduced acceptorに代謝させる化学反応を触媒するglycolate dehydrogenase(EC番号1.1.99.14)と、
前記glycolate dehydrogenase(EC番号1.1.99.14)に触媒されて生成されたGlyoxylate、Acetyl-CoA、およびH2Oを、(S)-MalateおよびCoAに代謝させる化学反応を触媒するmalate synthase(EC番号2.3.3.9)と、
前記malate synthase(EC番号2.3.3.9)に触媒されて生成された(S)-MalateおよびNADP+を、Pyruvate、CO2、およびNADPHに代謝させる化学反応を触媒するmalate dehydrogenase(EC番号1.1.1.40)と
を含む請求項3に記載の酵素ネットワーク。
The third enzyme network is:
(2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy) -propanal, NADP +, and H 2 O produced by catalysis of the 2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase (EC number 4.1.2.14), 3 -Phospho-D-glycerate, NADPH, h, and glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (EC number 1.2.1.9) that catalyzes the chemical reaction metabolized to h,
3-phosphoglycerate that catalyzes a chemical reaction that metabolizes 3-phosphos-D-glycerate and H 2 O produced by catalyzing the glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (EC number 1.2.1.9) to D-Glycerate and orthophosphate phosphatase (EC number 3.1.3.38),
Hydroxypyruvate reductase (EC number 1.1.1.81) that catalyzes a chemical reaction that metabolizes D-Glycerate and NADP + produced by catalyzing the 3-phosphoglycerate phosphatase (EC number 3.1.3.38) to Hydroxypyruvate, NADPH, and h. ,
Hydroxypyruvate catalyzed by the hydroxypyruvate reductase (EC number 1.1.1.81), hydroxypyruvate decarboxylase (EC number 4.1.1.40) that catalyzes a chemical reaction that metabolizes Glycolaldehyde and CO 2 ;
Glycolaldehyde dehydrogenase (EC No. 1.2.40) catalyzing a chemical reaction that metabolizes Glycolaldehyde, NAD +, and H 2 O produced by catalyzing the hydroxypyruvate decarboxylase (EC No. 4.1.1.40) to Glycolate, NADH, h, and h. 1.21),
Glycolate dehydrogenase (EC number 1.1.99.14) catalyzing a chemical reaction of metabolizing Glycolate and Acceptor produced by catalyzing the glycolaldehyde dehydrogenase (EC number 1.2.1.21) to Glyoxylate and Reduced acceptor;
Malate synthase (EC number 2.3) that catalyzes a chemical reaction that metabolizes Glyoxylate, Acetyl-CoA, and H 2 O catalyzed by the glycolate dehydrogenase (EC number 1.1.99.14) to (S) -Malate and CoA. .3.9)
Malate dehydrogenase (EC number 1.1.1.40) catalyzing the chemical reaction of metabolizing (S) -Malate and NADP + produced by catalysed by the malate synthase (EC number 2.3.3.9) to Pyruvate, CO 2 and NADPH The enzyme network according to claim 3, comprising:
前記第3の酵素ネットワークは、
前記2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase(EC番号4.1.2.14)に触媒されて生成されたPyruvate、CoA、およびNADP+を、Acetyl-CoA、CO2、およびNADPHに代謝させる化学反応を触媒するpyruvate dehydrogenase(EC番号1.2.1.51)をさらに含む
請求項4に記載の酵素ネットワーク。
The third enzyme network is:
Catalyze a chemical reaction that metabolizes Pyruvate, CoA, and NADP + produced by catalyzing the 2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase (EC number 4.1.2.14) to Acetyl-CoA, CO 2 , and NADPH The enzyme network according to claim 4, further comprising pyruvate dehydrogenase (EC number 1.2.1.51).
前記第3の酵素ネットワークは、
前記glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase(EC番号1.2.1.9)に触媒されて生成された3-Phospho-D-glycerateを、2-Phospho-D-glycerateに代謝させる化学反応を触媒するphosphoglycerate mutase(EC番号5.4.2.1)と、
前記phosphoglycerate mutase(EC番号5.4.2.1)に触媒されて生成された2-Phospho-D-glycerateを、PhosphoenolpyruvateおよびH2Oに代謝させる化学反応を触媒するphosphopyruvate hydratase(EC番号4.2.1.11)と、
前記phosphopyruvate hydratase(EC番号4.2.1.11)に触媒されて生成されたPhosphoenolpyruvateおよびADPを、ATPおよびPyruvateに代謝させる化学反応を触媒するpyruvate kinase(EC番号2.7.1.40)と
をさらに含む請求項4に記載の酵素ネットワーク。
The third enzyme network is:
Phosphoglycerate mutase (EC number) catalyzing a chemical reaction that metabolizes 3-Phospho-D-glycerate produced by catalyzing the glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (EC number 1.2.1.9) to 2-Phospho-D-glycerate 5.4.2.1)
Phosphopyruvate hydratase (EC number 4.2.1.11) that catalyzes a chemical reaction that metabolizes 2-Phospho-D-glycerate produced by catalyzing the phosphoglycerate mutase (EC number 5.4.2.1) to Phosphoenolpyruvate and H 2 O;
The compound further comprises pyruvate kinase (EC number 2.7.1.40) that catalyzes a chemical reaction that metabolizes Phosphoenolpyruvate and ADP produced by catalyzing the phosphopyruvate hydratase (EC number 4.2.1.11) to ATP and Pyruvate. The described enzyme network.
酵素の触媒作用を利用して、グルコース(D-Glucose)を二酸化炭素(CO2)に代謝させ、発電を行う酵素燃料電池であって、
前記グルコース(D-Glucose)を前記二酸化炭素(CO2)に代謝させる一連の化学反応を触媒する、複数の酵素からなる酵素ネットワークとして、
D-Glucoseを6-Phospho-D-gluconateに代謝させる一連の化学反応を触媒する第1の酵素ネットワークと、
前記第1の酵素ネットワークに触媒されて生成された6-Phospho-D-gluconateを、2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconateとH2Oに代謝させる化学反応を触媒するphosphogluconate dehydratase(EC番号4.2.1.12)と、
前記phosphogluconate dehydratase(EC番号4.2.1.12)に触媒されて生成された2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconateを、Pyruvateと(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanalに代謝させる化学反応を触媒する2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase(EC番号4.1.2.14)と、
前記2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase(EC番号4.1.2.14)に触媒されて生成されたPyruvateおよび(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanalをCO2に代謝させる第2の酵素ネットワークと
を備える酵素燃料電池。
An enzyme fuel cell that uses the catalytic action of an enzyme to metabolize glucose (D-Glucose) into carbon dioxide (CO 2 ) to generate electricity,
As an enzyme network consisting of a plurality of enzymes that catalyzes a series of chemical reactions that metabolize the glucose (D-Glucose) to the carbon dioxide (CO 2 ).
A first enzyme network that catalyzes a series of chemical reactions that metabolize D-Glucose to 6-Phospho-D-gluconate;
Phosphogluconate catalyzing a chemical reaction in which 6-Phospho-D-gluconate produced by catalysis by the first enzyme network is metabolized to 2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconate and H 2 O dehydratase (EC number 4.2.1.12),
2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconate produced by catalyzing the phosphogluconate dehydratase (EC No. 4.2.1.12) is converted into Pyruvate and (2R) -2-Hydroxy-3- (phosphonooxy)- 2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase (EC number 4.1.2.14) catalyzing the chemical reaction metabolized to propanal,
The 2-dehydro-3-deoxy- phosphogluconate aldolase (EC number 4.1.2.14) Pyruvate produced is catalyzed and (2R) -2-Hydroxy-3- second to metabolize (phosphonooxy) -propanal to CO 2 An enzyme fuel cell comprising:
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