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リポソーム修飾カタラーゼの活性制御によるグルコースオキシダーゼ反応操作の最適化

Research Project

Project/Area Number 17760625
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Biofunction/Bioprocess
Research InstitutionYamaguchi University

Principal Investigator

吉本 誠  山口大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (80322246)

Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2005: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Keywordsリポソーム / カタラーゼ / 過酸化水素分解 / バイオリアクター / 熱失活 / 脂質分子集合体 / 脂質二分子膜表層 / グルコースオキシダーゼ反応 / グルコースオキシダーゼ / 過酸化水素 / エアリフト型気泡塔 / 脂質二分子膜透過性 / グルコース酸化反応操作 / 触媒再利用
Research Abstract

カタラーゼ封入リポソームの高性能化と特性の評価について検討を行い下記の結果を得た。
1.脂質分子集合体による過酸化水素分解活性
酵素が存在しない条件下において脂質二分子膜が過酸化水素の分解を促進することを明らかにした。特に脂質分子の疎水鎖の構造を種々変化させて検討したところ,脂質分子が脂質二分子膜構造(リポソーム)を形成するときに高い過酸化水素分解活性を発現することを示した。リポソームの活性はカタラーゼに比べて非常に微弱であった。
2.高活性なリポソーム内封入カタラーゼの調製と特性
リポソーム内水相に種々の濃度のカタラーゼを封入して保存・熱安定性を調べた。その結果,リポソーム内水相のカタラーゼ濃度が高いほどカタラーゼの四量体構造の解離による熱失活が抑制されることを明らかにした。リポソームの粒子径は内包されたカタラーゼ活性に大きな影響を及ぼさなかった。さらに,リポソーム内カタラーゼによる繰返し過酸化水素分解経過を実測して,酵素活性利用率が低いほど,カタラーゼ活性がリポソーム内で安定であることを示した。
3.リポソーム表層に複合化したカタラーゼの調製と特性
カタラーゼの活性利用率の向上を目的として,リポソーム膜の表層に共有結合で複合化したカタラーゼを調製した。脂質膜に複合化されたカタラーゼは過酸化水素に対し高い反応性を示したが,リポソーム内封入カタラーゼに比べて熱安定性が低下した。脂質膜表層とカタラーゼ間の結合部位数を最適化することによりカタラーゼ活性を安定化できることを示した。
以上の結果より,最適に調製されたリポソーム内封入カタラーゼが遊離カタラーゼに比べて高い安定性を有し,過酸化水素分解触媒として有用であることが示された。

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (6 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Characterization and immobilization of liposome-bound cellulase for hydrolysis of insoluble cellulose2007

    • Author(s)
      Chengzhou Li et al.
    • Journal Title

      Bioresource Technology 98・7

      Pages: 1366-1372

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Effect of suspended liposomes on hydrodynamic and oxygen transfer properties in a mini-scale external loop airlift bubble column2006

    • Author(s)
      Makoto Yoshimoto et al.
    • Journal Title

      Chemical Engineering and Technology 29・9

      Pages: 1107-1112

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Effects of sparging gas properties and substrate size on enzymatic hydrolysis of waste paper in ultrasonic external loop airlift2006

    • Author(s)
      Chengzhou Li et al.
    • Journal Title

      Chemical Engineering and Technology 29・9

      Pages: 1090-1096

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Glucose oxidation catalyzed by liposomal glucose oxidase in the presence of catalase-containing liposomes2006

    • Author(s)
      Makoto Yoshimoto et al.
    • Journal Title

      Biotechnology Progress (in press)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Structural stability of glucose oxidase encapsulated in liposomes to inhibition by hydrogen peroxide produced during glucose oxidation2006

    • Author(s)
      Makoto Yoshimoto et al.
    • Journal Title

      Biochemical Engineering Journal (in press)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Optimal preparation of immobilized liposome-bound cellulase for hydrolysis of insoluble cellulose in an external loop airlift bioreactor2006

    • Author(s)
      Makoto Yoshimoto et al.
    • Journal Title

      Biotechnology Progress (in press)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Book] 新しい分散・乳化の科学と応用技術の新展開(古澤邦夫監修,第4章 ベシクルの新展開,7リボソームの活性酸素分解機能 (pp.935-940))2006

    • Author(s)
      吉本 誠ら
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      テクノシステム
    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Book] リポソーム応用の新展開(第3編 第8章 第9節 リポソーム利用型バイオリアクター(pp.453-460))2005

    • Author(s)
      吉本 誠ら
    • Total Pages
      683
    • Publisher
      NTS
    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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