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鋳型高分子を用いたタンパク質アレイの創製と高次構造の制御

Research Project

Project/Area Number 10J01975
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Polymer chemistry
Research InstitutionKyushu University (2012)
Osaka University (2010-2011)

Principal Investigator

小野 利和  九州大学, 大学院・工学研究院, 助教

Project Period (FY) 2010 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥7,500,000 (Direct Cost: ¥7,500,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2011: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2010: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Keywordsタンパク質ナノ集合 / 高分子-タンパク質集合体 / ヘムタンパク質 / ミオグロビン / 酸素還元 / タンパク質ナノ集合体 / 高分子-タンパク質複合体 / タンパク質ナノ集合構造 / 合成高分子
Research Abstract

天然に学び天然を超えるバイオマテリアルの創出を目的として、遺伝子工学や有機化学的手法を駆使したタンパク質の機能化に関する研究が広く行われている。中でもタンパク質一高分子複合体の調製は、安定性、刺激応答性、触媒能など、両者の特性を融合可能な技術である。本研究では、順序や数を規定して複数個のタンパク質を集合化させる為の手法として、タンパク質一高分子複合体に着目した。「鋳型高分子を用いたタンパク質アレイの創製と高次構造の制御」を通じて、バイオデバイス、医療材料、触媒等の有用なバイオナノマテリアルへの応用に向けて、本年度は以下の項目を実施した。
(1)ミオグロビンダイマーを架橋点とした高分子-タンパク質複合体ゲルの調製と評価
遺伝子工学的手法により調製したアポミオグロビンダイマーと、ヘムを修飾したポリアクリル酸が、緩衝溶液中で自己集合する事により、マイクロゲルを形成することを明らかとした。配位子吸着能の評価から、ゲル中においてもタンパク質の4次構造を保持していることが明らかとなった。
(2)ミオグロビンを用いた燃料電池用カソード触媒の調製と評価
ミオグロビンを窒素雰囲気下にて焼成する事により得られたカーボン材料が、酸素還元触媒として機能することを明らかとした。カーボンブラックやカーボンナノチューブ等の電気伝導性を示すカーボン材料と複合化させる事により、更なる触媒能の向上が観測され、燃料電池用カソード触媒への展開が示された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

申請書に記載した通り、鋳型高分子の分子量やヘムタンパク質のデザインに依存した高分子・タンパク質複合体の調製を達成した。更に遺伝子工学的手法により調製したミオグロビンダイマーと高分子との複合化により、タンパク質を架橋点としたマイクロゲルの調製が可能であることを明らかとした。また別のアプローチとして、ミオグロビンを焼成したカーボン材料の調製にも取組み、酸素還元触媒として機能することを明らかとした。

Strategy for Future Research Activity

調製したマイクロゲルを利用して、新しい反応場として利用可能か(例えば酸化触媒など)を検討する。また条件検討を行うことにより、ナノゲルの調製によりドラッグデリバリーシステムへ適用する。

Report

(3 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2013 2012 2011 2010

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (13 results)

  • [Journal Article] Monitoring Eukaryotic and Bacterial UDG Repair Activity with DNA Multifluorophore Sensors2013

    • Author(s)
      Toshikazu Ono, Sarah K. Edwar ds, Shenliang Wang, Wei Jiang, Eric T, Kool
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: 41(Accepted)

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ionic Polymers act as Polyelectrolytes in Nonpolar Media2012

    • Author(s)
      Toshikazu Ono, Masahiko Ohta, Kazuki Sada
    • Journal Title

      ACS Macro Letter

      Volume: 1 Issue: 11 Pages: 1270-1273

    • DOI

      10.1021/mz3002879

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Toward the Design of Superabsorbent Materials for Non-polar Organic Solvents and Oils : Ionic Content Dependent Swelling Behaviour of Cross-linked Poly(octadecyl acrylate)-based Lipophilic Polyelectrolytes2012

    • Author(s)
      Toshikazu Ono, Kazuki Sada
    • Journal Title

      Journal of Materials Chemistry

      Volume: 22 Issue: 39 Pages: 20962-20967

    • DOI

      10.1039/c2jm32747c

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct Fluorescence Monitoring of DNA Base Excision Repair2012

    • Author(s)
      Toshikazu Ono, Shenliang Wang, Chi-Kin Koo, Lisa Engstrom, Sheila S.David, Eric Kool
    • Journal Title

      Angewandte Chemie Internationl Edition

      Volume: 51 Issue: 7 Pages: 1689-1692

    • DOI

      10.1002/anie.201108135

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Counter Anion Dependent Swelling Behaviour of Poly(octadecyl acrylate)-based Lipophilic Polyelectrolyte Gels as Superabsorbent Polymers for Organic Solvents2012

    • Author(s)
      Toshikazu Ono, Masahiko Ohta, Kazuya Iseda, Kazuki Sada
    • Journal Title

      Soft Matter

      Volume: 8 Issue: 13 Pages: 3700-3704

    • DOI

      10.1039/c2sm06804d

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Layer-by-layer Deposition of Ionomers with Lipophilic Ion-pairs Dissociated in Less-polar Media2011

    • Author(s)
      Masahiko Ohta, Toshikazu Ono, Kazuki Sada
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 40 Issue: 6 Pages: 648-650

    • DOI

      10.1246/cl.2011.648

    • NAID

      10028244356

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High Swelling Ability of Polystryrene-based Polyelectrolyte Gels at Low Temperature2011

    • Author(s)
      Kazuya Isada, Masahiko Ohta, Toshikazu Ono, Kazuki Sada
    • Journal Title

      Soft Matter

      Volume: 40 Issue: 13 Pages: 648-650

    • DOI

      10.1039/c1sm05542a

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thiourea-tagged poly(octadecyl acrylate) gels as fluoride and acetate responsive polymer gels through selective complexation2011

    • Author(s)
      Janakiraman Krishnamurthi, Toshikazu Ono, Shogo Amemori, Hiromu Komatsu, Seiji Shinkai, Kazuki Sada
    • Journal Title

      Chem.Commun.

      Volume: 47 Pages: 1571-1573

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      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 嵩高いルイス酸一塩基形成を活用したナフタレンジイミド誘導体の会合制御と超分子複合材料の創製2013

    • Author(s)
      小野利和, 池上篤志, 久枝良雄
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学BKC, 滋賀
    • Year and Date
      2013-03-23
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ミオグロビンを用いた燃料電池カソード触媒の調製と評価2013

    • Author(s)
      田中雄大, 小野利和, 小野田晃, 林高史
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学KBC,滋賀
    • Year and Date
      2013-03-22
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] コバルトポルフィセンの配位子還元を利用したCo・C結合の形成反応2013

    • Author(s)
      佐伯達也, 有留功, 小野利和, 嶌越恒, 阿部正明, 久枝良雄
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学BKC,滋賀
    • Year and Date
      2013-03-22
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ポルフィリン環を含む多核箱形クラスターの合成と溶液内ホストゲスト相互作用2013

    • Author(s)
      友田満, 阿部正明, 谷口直毅, 稲富敦, 小野利和, 嶌越恒, 久枝良雄
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学BKC, 滋賀
    • Year and Date
      2013-03-22
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ミオグロビンを用いた燃料電池カソード触媒の調製と評価2013

    • Author(s)
      向高寛人, 阿部正明, 大川原徹, 小野利和, 鳥越恒, 久枝良雄
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学BKC, 滋賀
    • Year and Date
      2013-03-22
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] メタロセン集積型金属クラスターの合成と電子特性2013

    • Author(s)
      池上篤志, 阿部正明, 小野利和, 嶌越恒, 久枝良雄
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学BKC, 滋賀
    • Year and Date
      2013-03-22
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 非極性溶媒中で解離する親油性高分子電解質の創製と主鎖構造の分子デザイン2012

    • Author(s)
      太田匡彦・小野利和・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学日吉キャンパス、神奈川
    • Year and Date
      2012-03-27
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ヘム-ヘムポケット相互作用を利用したヘム修飾ポリアクリル酸とアポミオグロビンからなる超分子複合体形成2012

    • Author(s)
      小野利和・久岡育司・小野田晃・林高史
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学日吉キャンパス、神奈川
    • Year and Date
      2012-03-25
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 塩基除去修復を直接観察可能な蛍光性オリゴDNAの開発2012

    • Author(s)
      小野利和・クール エリック
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学日吉キャンパス、神奈川
    • Year and Date
      2012-03-25
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 非極性溶媒中で機能する高分子電解質を用いた複合膜の調製2011

    • Author(s)
      太田匡彦, 小野利和, 小門憲太, 佐田和己
    • Organizer
      日本化学会第91春季年会
    • Place of Presentation
      神奈川大学、横浜
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 非極性環境下で機能する親油性高分子電解質のコンホメーション変化2010

    • Author(s)
      伊勢田一也, 小野利和, 佐田和己
    • Organizer
      第59回高分子討論会
    • Place of Presentation
      北海道大学、札幌
    • Year and Date
      2010-09-15
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 水素結合部位を有する親油性高分子電解質の有機溶媒中における温度応答挙動2010

    • Author(s)
      雨森翔悟・小野利和・佐田和己
    • Organizer
      第59回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜、横浜
    • Year and Date
      2010-05-26
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] ポリスチレンを主鎖とした親油性高分子電解質の有機溶媒中でのコンホメーション変化2010

    • Author(s)
      伊勢田一也, 小野利和, 佐田和己
    • Organizer
      第59回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜、横浜
    • Year and Date
      2010-05-26
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

URL: 

Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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