超臨界二酸化炭素を用いたタンパク質の新規固定化法

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K14472
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 荻野 博康 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80233443)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安田 昌弘 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40264808) ; 山田 亮祐 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40608626)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 超臨界 / 二酸化炭素 / タンパク質 / プラスチック / 固定化

Outline of Annual Research Achievements

種々の高分子化合物から製造されるプラスチックは安価で耐久性が高く、成形が容易であることから、様々な製品の材料として用いられている。一方、プラスチックは耐久性が高いため、プラスチック表面に耐久性の低いタンパク質を強固に固定化することが困難である。本研究では、超臨界二酸化炭素を用い、プラスチックを膨張、タンパク質や酵素の溶解性を向上させ、プラスチック表面にタンパク質を強固に固定化する新規手法を開発することを目的としている。本年度、得られた成果は以下の通りである。
モデルタンパク質として、牛血清アルブミン（BSA）を用い、BSA水溶液にポリプロピレン片を浸し、種々の温度、時間、8 MPaで保温した場合、ポリプロピレンに固体化されるBSAの量を測定した。30℃や50℃で保温した場合、BSAはほとんど固定化されなかったが、40℃保温した場合、保温時間の経過とともに、ポリプロピレンに固体化されるBSAの量が増加した。しかし、1時間以上保温しても固定化されるBSAの量は増加しなかった。また、BSA水溶液に1 M 塩化ナトリウムを添加し、40℃、8 MPaで1時間保温した場合、ポリプロピレンに固定化されるBSAの量が増加したが、10% (v/v)1-プロパノールを添加した場合、固定化されるBSAの量は減少した。BSAを固定化したポリプロピレン表面のIRスペクトルを測定したところ、BSAに由来するスペクトルが確認され、ポリプロピレン表面にBSAが固定化されていることが確認できた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

種々の条件でタンパク質溶液プラスチック片を浸し、超臨界二酸化炭素中で保温することにより、プラスチックにタンパク質を固定化する最適な条件が存在することを見出した。また、タンパク質溶液に塩や有機溶媒を添加することで、プラスチックに固体化されるタンパク質量が異なっていた。さらに、プラスチック表面を観察することにより、タンパク質が固定化されていることを明らかにした。

Strategy for Future Research Activity

BSA以外のタンパク質に関しても、超臨界二酸化炭素中で保温することにより、プラスチックに固体化されるかを検討する。また、プラスチックに吸着することが見出されているプラスチックタグを付与したタンパク質を用いて、超臨界二酸化炭素中で保温することにより、プラスチックへの方向性を制御したタンパク質の固定化を検討する。