2016 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ集積が築くin-vitro合成生物学ツール：代謝ネットワークの生体外模倣
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16H04570
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
梅津 光央 東北大学, 工学研究科, 教授 (70333846)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中澤 光 東北大学, 工学研究科, 助教 (40584991)
高見 誠一 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (40311550)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 生体分子 / 酵素 / ナノ材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、生体内において一連の酵素群が微小空間内に密集して酵素反応が共役していることに着目し、ナノ粒子への酵素集積化と自身が開発したナノ粒子の自発的階層集合化の技術を組み合わせて、生体外で酵素密集環境を構築するプロセスの開を目指す。そのために、本年度では下記を行った。
1. 組換え酵素群の調製：ナノ粒子へ酵素を固定化するために、酵素のC末端にいくつかのペプチドリンカーを介してビオチン化ペプチドとポリヒスチジンタグを融合した組換え酵素を大腸菌にて調製した。ビオチン化ペプチドの融合により酵素の発現量の低下をおこすことがあったが、培養条件を検討することによって実験で用いる程度は調製できるようになった。
2. ナノ粒子群の作製：まず酵素を固定化させる無機ナノ粒子を50nm～200nmの粒子径の範囲で合成した。そして、それぞれの粒子径をもつナノ粒子へストレプトアビジンを、粒子とストレプトアビジンの混合比を変化させて、粒子表面へストレプトアビジンを固定化させた。
3. 酵素集積ナノ粒子の活性評価：上記で組換え酵素群とナノ粒子を、様々な比率で混合して酵素集積ナノ粒子を網羅的に作製し、それらの活性評価を評価した。その結果、酵素とビオチン化ペプチド間のリンカーの特性によって、粒子に固定化されることによって酵素の活性が低下するものとしないものがあることが分かった。また、粒子表面に固定化されているストレプトアビジンの固定化量も酵素の失活に影響を与えることも分かった。
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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
酵素およびナノ粒子ともに調製することができ、さらに粒子表面へ酵素を固定化することもできているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
一つのナノ粒子に異なった酵素を集積させてき、共役効果を発現するかを評価していく。
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[Journal Article] Generation of camelid VHH bispecific constructs via in-cell intein-mediated protein trans-splicing2016
Author(s)
Yuki Shibuya, Natsuki Haga, Ryutaro Asano, Hikaru Nakazawa, Takamitsu Hattori, Daisuke Takeda, Aruto Sugiyama, Reiko Kurotani, Izumi Kumagai, Mitsuo Umetsu, and Koki Makabe
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Journal Title
Protein Engineering, Design & Selection
Volume: 30
Pages: 15-21
DOI
Peer Reviewed
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