2015 Fiscal Year Research-status Report

カビの増殖をトリガーとした抗カビ活性物質オートリリースシステムの開発

Research Project

Project/Area Number	15K15247
Research Institution	National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
Principal Investigator	山口宗宏国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 主任研究員 (60358231)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	佐々木正秀国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 研究グループ長 (60357126) 清水弘樹国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 主任研究員 (30344716) 西村麻里江国立研究開発法人農業生物資源研究所, 植物科学研究領域, 主任研究員 (30370670)
Project Period (FY)	2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords	抗カビシステム / 機能性表面 / 衛生 / 酵素反応 / 菌類
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、カビが放出する酵素がトリガーとなって、人体に無毒な抗カビ活性物質を必要時に必要量、必要な場所に放出し、カビの増殖を効果的に抑制するシステムを開発するものである。抗カビ活性物質を再現性よく均一に固定化することはその後の活性試験の評価に大きく影響を与える。そこで今年度はまず、ガラス表面への均一な物質固定化方法について検討した。シランカップリング剤(アミノプロピルトリエトキシシラン; APTES)を用いた抗カビ活性物質の固定について、モデル実験として蛍光化合物の固定化反応の検討を行った。ピラニア溶液処理と真空紫外光照射により表面の有機物を除去したガラス板をAPTESの10%エタノール溶液に浸漬し、最表面にアミノ基を有する基板を作成した。この基板にダンシルクロライドを反応させ、得られたダンシル基固定化基板を蛍光顕微鏡観察することで、固定量の定量的な考察を試みた。しかし、固定の均一性および再現性が不十分で固定量を定量するには至らなかった。そこで固定対象を粒子形態のシリカゲルとし、検討した。ガラス基板上への反応と同様にAPTESによるコーティング、ダンシル基の固定反応を行った。そして蛍光顕微鏡により観察したところ、化合物が確実に固定されていることを確認した。次に、固定化化合物の酵素反応によるリリースについて検討するため、基板と化合物の間にアミド結合を導入することを検討した。まずAPTESコーティングした基板に縮合剤を用いてアラニンを固定し、そのアラニンN末端にアミド結合を介してダンシル基を固定した。この場合も、蛍光顕微鏡による蛍光像の観察でダンシル化合物が固定化されていることを確認した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason ガラスの様な平面基板上への生物活性物質のモデルである蛍光物質の固定において、良好な均一性、再現性が得られず、定量的な検討を行うことが出来なかった。そこで平成27年度は確実な固定とシステムの有用性の確認を進めることを優先し、シリカゲル粒子への固定を検討した。固定対象を変更したこともあり、予定していた酵素反応の検討や天然抽出物からの抗カビ活性化合物の探索などを行うことが出来なかった。
Strategy for Future Research Activity	ダンシル化合物を利用してモデル実験を展開しているが、シリカゲル粒子上にはダンシルが確実に導入されている結果を得た。今後は、酵素による化合物リリース、ガラスの様な平面基板への定量性の検討などを進める予定である。そして、実際に抗カビ活性物質を固定化してカビの増殖阻害試験へと進める予定である。
Causes of Carryover	ガラス基板上への蛍光物質の固定に関し、均一かつ再現性のある固定化が当初計画していた方法では困難であることが判明し、全体的に研究の進捗状況が遅れた。固定化方法が確立できなかったため、予定していた酵素を利用した化合物リリース実験や天然抽出物からの抗カビ活性物質の探索が行えず、その分の消耗品の購入が次年度となり、研究打ち合わせ時期も後日としたため、これらの経費が次年度使用となった。
Expenditure Plan for Carryover Budget	平成27年度に行うことの出来なかった、酵素を利用した化合物リリース実験や天然抽出物からの抗カビ活性物質の探索を進める。次年度使用額として約70万円ほどになっているが、試薬や材料などの消耗品に50万円、共同研究者との打ち合わせ旅費に10万円、サンプル送付やそのた経費として10万円を利用する計画している。