疎水性高分子膜内へのタンパク質の配向分散と膜の生体膜としての利用

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02805110
• Research Institution: University of Fukui
• Principal Investigator: 堀 照夫 福井大学, 工学部, 助教授 (90092832)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 良治 福井大学, 工学部, 教授 (80020189)
• Keywords: 生体類似機能膜 / タンパク質複合膜 / 電場印加装置 / キャスト法 / 電子伝達機能 / 膜電位 / 溶質透過

Research Abstract

1.自作した直流・交流併用型電場印加装置をインキュベ-タ内に組み立て、これを用いてキャスト法によりタンパク質/ポリエチレンテレフタレ-ト(PET)複合膜を調製した。タンパク質成分としてゼラチン、絹フィブロイン、セリシン(凍結乾燥法で調製)を選び、キャスト用共通溶媒にはヘキサフロロ-2プロパノ-ル(HFIP)を用いた。電場無印加下でも同様な複合膜を作成した。
2.得られたタンパク質/PET複合膜の内部を電子顕微鏡、光学顕微鏡で観察したところ、電場無印加下で調製した膜ではタンパク部(島構造)がランダムに分散されていたのに対し、電場下で調製した膜では島となるタンパク部は膜面に垂直方向に引き伸ばされて分布していることが解った。示差走査熱量計による熱分析からはタンパクが加わることにより、また電場下で得た膜の方がPET部の非晶性が増すこと、膜電位測定結果からは見かけ上、埋め込まれたタンパク質の等電点がpH3〜4の間に現われること等が明らかとなった。
3.グルコ-スとフェノ-ルについて得られた膜の透過係数PのpH依存性をpH2から6の間で調べたところ、グルコ-スではpHの低下にともなってP値は上昇し、逆にフェノ-ルでは低下した。この現象をタンパク部のpHによるコンフォメ-ション変化、複合膜に対する溶質の分配係数pH依存性で説明した。
さらに、複合膜にCu^<2+>イオンをド-プし、この膜を介してチオグリコ-ル酸/メチレンブル-の酸化還元反応を駆動させ、膜の電子伝達機能を実証した。