レアメタル・レアアース選択回収バイオキャッチャーのデザインと創製

Research Project

Project/Area Number	21656216
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Biofunction/Bioprocess
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	植田充美 Kyoto University, 農学研究科, 教授 (90183201)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	黒田浩一京都大学, 農学研究科, 准教授 (30432339)
Project Period (FY)	2009
Project Status	Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help	¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000) Fiscal Year 2009: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Keywords	レアメタル / レアアース / バイオキャッチャー / 細胞表層工学 / アーミング技術 / モリブデン / インジウム / 酵母
Research Abstract	細胞表層工学によりレアメタル・レアアースの選択的吸着・回収が可能なバイオキャッチャーを創製するために、まずレアメタル吸着能をもつことが知られているタンパク質の細胞表層提示を行った。微量金属の中には、生体中で補因子として様々な酵素反応の進行に欠くことのできない必須微量金属が存在する。微量金属を含む金属タンパク質は金属を選択的に認識して取り込むことによって正常な機能を発揮している。そこで、このような金属タンパク質のもつ金属認識・結合能力をうまく利用するのである。31種のレアメタルの中から、ライフラインで不可欠なモリブデン、フラットパネルディスプレイの電極や半導体素子に使われるインジウム、電池材料に用いられているリチウムは、このまま使い続けると枯渇するという予測もあり、近年価格が高騰している。モリブデンはModEという転写因子、インジウムは、これを結合するトランスフェリンが知られている。トランスフェリンはもともと肝臓で産生されるタンバク質で、鉄の輸送に関与しており、1分子につき鉄イオン(Fe3+)が2原子結合することができる。加えてトランスフェリンはインジウムイオン(In3+)も結合することができ、pH変化による脱着が可能である。そこで、これらの選択的吸着タンパク質を細胞表層工学によって酵母の細胞表層に集積させ、細胞表層デザインを行った酵母細胞を用いて水圏中のモリブデンやインジウムイオン、さらに、リチウムにも展開して吸着・回収し、その機能評価を行った。モリブデンイオンについては、選択的吸着タンパク質の提示に成功した。また、インジウムについては、タンパク質の掲示に成功したので、その性能評価を行っている。