(57)【要約】【課題】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する。【解決手段】酵素ネットワーク１００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、ID「4.2.1.12」の酵素、ID「4.1.2.14」の酵素、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する。本発明は、例えば、バイオ燃料電池に適用することができる。【選択図】図３
2009022248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
【非特許文献１】Korneel Rabaey and Willy Verstraete, Microbial fuel cells: novel biotechnology for energy generation,TRENDS in Biotechnology Vol.23 No.6, ScienceDirect,June 2005,P291-298
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【発明の効果】
【００１８】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
Ｓ→（Ｅ＋Ｓ）→（Ｅ＋Ｐ）→Ｐ  ・・・（１）
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
Ｋm＝（ｋ-1＋ｋ+2）／ｋ+1  ・・・（２）
【００３２】
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。
【００３３】
ｖ＝（Ｖ×［Ｓ］）／（Ｋm＋［Ｓ］）  ・・・（３）
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】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。
【図２】シミュレーション結果を示す図である。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】ペントースリン酸回路の構成例を示す図である。
【図１２】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。
【図１３】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。
【図１４】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。
【図１５】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。
【図１６】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。
【図１７】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。
【図１８】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。
【符号の説明】
【０１４５】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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