超臨界状態を利用した新規酵素含有リポソームの開発とセンサへの応用

• Project/Area Number: 16651080
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Microdevices/Nanodevices
• Research Institution: Tokyo National College of Technology
• Principal Investigator: 町田 茂 東京工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (20369945)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 阿部 正彦 東京理科大学, 理工学部, 教授 (40089371)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2004: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 超臨界 / 酵素含有 / リポソーム / センサ / 信号増幅 / ライスワックス / マイクロスフェア / 食品添加物 / 酵素含有リポソーム

Research Abstract

本研究は,特定の外部刺激に応答して内包物質を放出する機能をリポソームに付与した『信号の化学増幅システム』の開発を目的としている.本年度は,膜材料として代表的なリン脂質であるDPPC,外部刺激応答性を与える物質としてリン脂質分解酵素であるホスホリパーゼA2を用いたリポソームを作製し,膜近傍における酵素反応によって内包物質の放出の制御を行うことを目指した.ホスホリパーゼA2は,カルシウムイオン存在下でDPPCの分解を促進するが,カルシウムイオンがない状態では酵素活性を示さない。そこで,ホスホリパーゼA2含有リポソームの分散液に,外部刺激としてカルシウムイオンを添加した系と,添加しない系で粒度分布の経時変化を測定しカルシウムイオンの影響を評価した.その結果,カルシウム未添加の系では,粒度分布や平均粒径に変化が起こらないのに対して,カルシウムイオンを添加した系では,0.1μm以下の小さなリポソームが消滅し,それに伴って平均粒径が大きくなることがわかった.一方,酵素を添加していないリポソームでは,カルシウムを添加しても粒径の小さなリポソームが消滅する現象は見られなかった.これらの結果は,カルシウムイオン添加による粒径の小さなリボソームの消失が,凝集による粒径の増大や浸透圧変化によるリポソームの破壊によって起こっているのではなく,酵素の関与によって膜分子に何らかの変化が生じたことを示唆している.さらに,米油の製造工程で副生する蝋分を精製して得られた低融点ライスワックス(軟蝋)を用いたマイクロスフェアに外部刺激応答性を付与する研究も併せて行った。軟蝋は,DPPCと比較して安価で安定な供給が見込める膜材料である。本年度は,軟蝋の成分であるトリグリセリドの分解酵素(リパーゼAS)を添加したマイクロスフェアを作製し,蛍光物質の内包を確認した.この系はpHの制御による物質の放出が期待できる.