2010 Fiscal Year Annual Research Report
ヘムタンパク質自己組織化を基盤とする機能性超分子デバイスの構築
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10J00569
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
柿倉 泰明 大阪大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | ヘムタンパク質 / 超分子 / 電極デバイス / 光電変換 |
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| Research Abstract |
本研究はヘムタンパク質集合体の電極表面上での構築、およびこれに基づく高機能性バイオデバイスの構築を目的としており、有機合成化学、タンパク質工学に立脚したバイオデバイスの機能向上の新規手法確立という意義を備えている。本手法では多様な機能を有し、補欠分子を置換することでさらなる機能改変が可能なヘムタンパク質を用いるため、様々な機能を発揮するヘムタンパク質集合体を利用したデバイスの構築が期待できる。これを達成するために、本研究代表者はヘムタンパク質とその補欠分子(ヘム分子)の相互作用に着目した。すなわち、ヘムとタンパク質の特異的相互作用をタンパク質間で誘起させてタンパク質を連結し、これを電極表面に固定したヘムタンパク質集合体修飾電極の構築を行った。今年度の具体的成果を以下に示す。
1)ヘムタンパク質の一種であるシトクロムb_<562>の変異体(H63C)の表面に導入可能なヘム誘導体を有機合成的手法により調製した。またヘム誘導体の中心金属を鉄から亜鉛に置換した誘導体も同様に得た。これらを遺伝子工学的手法により調製したH63Cの表面に修飾し、これに引き続きH63Cに元来含まれるヘム分子を除去することで、ヘムタンパク質集合体をそれぞれ調製することに成功した。
2)金電極上にヘム誘導体および亜鉛置換誘導体を修飾し、これを起点としたヘムタンパク質集合体の電極上への固定化を行った。また単一のヘムタンパク質を修飾した電極も同様に調製し、これらの電極上のヘムタンパク質の修飾量を電気化学的手法および水晶発振マイクロバランス法による測定を行い比較したところ、ヘムタンパク質集合体を用いた場合、およそ7～8個のタンパク質が電極上に積層可能であるという結果が得られ、目的とするヘムタンパク質集合体修飾電極の調製法を確立することができた。
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