2016 Fiscal Year Annual Research Report
メソ細孔空間における酵素構造の理解と機能集積酵素センサーの開発
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16H04160
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
山口 央 茨城大学, 理学部, 准教授 (10359531)
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2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 均一メソ多孔体 / 酵素 / バイオセンサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H28年度までは，(1) 酵素安定化機構の解明，(2) 機能集積型酵素センサー開発の2課題について研究を遂行した。
課題(1)：「水素結合性分子凝集体の構造化エネルギー」，「反応中心の構造」，「酵素凝集」におよぼす細孔空間サイズの影響を中性子散乱測定などから解明する中で，サブnmレベルの空間サイズ変化により生体高分子の高次構造・凝集構造が劇的に変化することを見いだしてきた。特に，DNA2次構造については，サイズマッチングによる劇的な構造安定化効果が1 nmの空間サイズ変化で消失すること（平衡定数で100倍の差）を見いだした。また，細孔空間サイズがnmレベルで変化することで，ミオグロビンの細孔内吸着，および細孔内での凝集構造が顕著に変化する現象も見いだした。これれの結果は，酵素安定化における緻密な細孔空間サイズ制御の必要性を示すものである。
課題(2)：薄層メソポーラスチューブに固定化したGODとPODの逐次反応の高効率化（反応効率50％）を達成した。高効率逐次酵素反応系は酵素センサー開発における重要な知見と言える。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
H28年度に行った研究課題(1)については，細孔内における酵素の構造安定化に関する新たな知見を得ることに成功した。この成果は，酵素を細孔内で安定化したバイオセンサー開発における極めて重要な知見である。また，研究課題(2)については，酵素の逐次反応を細孔内で高効率に発現するシステムを実証することが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
H28年度までは，(1) 酵素安定化機構の解明，(2) 機能集積型酵素センサー開発の2課題について研究を遂行した。今後も上記課題を継続するとともに，課題(3)「高感度計測系の設計」についても着手する。
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