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Construction of Bioreactors Based on Light-Driven Organic/Inorganic Hybrid Nanospaces

Research Project

Project/Area Number 26410107
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Functional solid state chemistry
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

Kameta Naohiro  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 機能化学研究部門, 主任研究員 (20517297)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordsバイオリアクター / 酵素 / 自己組織化 / ナノチューブ / ナノ粒子 / 有機・無機ハイブリッド / 光駆動 / アゾベンゼン / 脂質分子 / 有機ナノチューブ / 磁性ナノ粒子 / ナノリアクター / 両親媒性分子
Outline of Final Research Achievements

Monolayer nanotubes, which are formed by self-assembly of synthetic lipids having an azobenzene as a photoresponsive unit, were able to stably storage enzymes in the nanochannels. The both end capping of the nanotubes with magnetic nanoparticles enabled us to not only prevent the release of the encapsulated enzymes but also magnetically recover the nanotubes from the reaction solutions. Such bioreactors composed of the organic/inorganic hybrid nanotubes and enzymes were controllable by an external light stimulus. The trans-to-cis isomerization of the azobenzene unit via UV irradiation led to start the enzymatic reaction based on the morphological transformation from the hybrid nanotubes to helical nanocoils with gaps for connecting of the nanochannels to the bulk solutions including substrates. The cis-to-trans reversal isomerization via VIS irradiation quenched the enzymatic reaction as the result of the morphological transformation from the helical nanocoils to the hybrid nanotubes.

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Research-status Report
  • 2014 Research-status Report
  • Research Products

    (39 results)

All 2017 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 7 results,  Open Access: 2 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 6 results) Book (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Glycolipid-based Nanostructures with Thermal-Phase Transition Behavior Function as Solubilizers and Refolding Accelerators for Protein Aggregates2017

    • Author(s)
      Naohiro Kameta, Tomohiko Matsuzawa, Katsuro Yaoi, Mitsutoshi Masuda
    • Journal Title

      Soft Matter

      Volume: 13 Issue: 17 Pages: 3084-3090

    • DOI

      10.1039/c7sm00310b

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    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Effect of Photoinduced Size Changes on Protein-Refolding and Transport Abilities of Soft Nanotubes2016

    • Author(s)
      Naohiro Kameta, Haruhisa Akiyama, Mitsutoshi Masuda, Toshimi Shimizu
    • Journal Title

      Chemistry-A European Journal

      Volume: 22 Issue: 21 Pages: 7198-7205

    • DOI

      10.1002/chem.201504613

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  • [Journal Article] Soft nanotubes acting as confinement effecters and chirality inducers for achiral polythiophenes2016

    • Author(s)
      Naohiro Kameta, Mitsutoshi Masuda, Toshimi Shimizu
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 52 Issue: 7 Pages: 1346-1349

    • DOI

      10.1039/c5cc08035e

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    • Author(s)
      Naohiro Kameta, Tomohiko Matsuzawa, Katsuro Yaoi, Mitsutoshi Masuda
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 6 Issue: 43 Pages: 36744-36750

    • DOI

      10.1039/c6ra06793j

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    • Author(s)
      Naohiro Kameta, Mitsutoshi Masuda, Toshimi Shimizu
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 51 Issue: 55 Pages: 11104-11107

    • DOI

      10.1039/c5cc03843j

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    • Author(s)
      Naohiro Kameta, Mitsutoshi Masuda, Toshimi Shimizu
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 51 Issue: 31 Pages: 6816-6819

    • DOI

      10.1039/c5cc01464f

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    • Author(s)
      Naohiro Kameta, Mitsutoshi Masuda, Toshimi Shimizu
    • Journal Title

      Chemistry-A European Journal

      Volume: 21 Issue: 24 Pages: 8832-8839

    • DOI

      10.1002/chem.201500430

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      亀田直弘、増田光俊
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      亀田直弘、増田光俊
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  • [Presentation] 脂質単分子膜ナノファイバーによるタンパク質のフォールディング制御2016

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      亀田直弘
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      産業技術総合研究所中国センター
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      2016-01-21
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      亀田直弘、秋山陽久、南川博之、増田光俊、清水敏美
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      第65回高分子学会年次大会
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      Naohiro Kameta, Mitsutoshi Masuda, Toshimi Shimizu
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      第64回高分子討論会
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      亀田直弘、増田光俊、清水敏美
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      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2015-05-29
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      産業技術総合研究所
    • Year and Date
      2015-02-03
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      2015-01-09
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      Naohiro Kameta, Mitsutoshi Masuda, Toshimi Shimizu
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      The 10th SPSJ International Polymer Conference (IPC 2014)
    • Place of Presentation
      エポカルつくば
    • Year and Date
      2014-12-05
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      亀田直弘、丁武孝、増田光俊、清水敏美
    • Organizer
      第23回ポリマー材料フォーラム
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      奈良県新公会堂
    • Year and Date
      2014-11-06
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      亀田直弘、増田光俊、清水敏美
    • Organizer
      第12回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2014-05-31
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      亀田直弘
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    • Publisher
      シーエムシー出版
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      亀田直弘
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    • Publisher
      化学工業社
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    • Publisher
      (株)エネ・ティー・エス
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      亀田直弘
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      https://unit.aist.go.jp/ischem/index.html

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-22  

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