A new method for immobilizing proteins on synthetic resins using supercriticalcarbon dioxide

2018 Fiscal Year Annual Research 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), 准教授 (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）以外のタンパク質を用い、超臨界二酸化炭素中でのタンパク質の固定化を試みた。まず、リゾチウム溶液やPST-01プロテアーゼ溶液を40℃、8 MPaで24時間保温し、保温前後のCDスペクトルを測定した。リゾチウム溶液を超臨界二酸化炭素中で保温してもBSAと同様にCDスペクトルには変化がなかったが、PST-01プロテアーゼ溶液を超臨界二酸化炭素中で保温して場合には、CDスペクトルが変化した。PST-01プロテアーゼは保温中に自らの触媒活性により、自己分解したものと考えられる。また、1 M 塩化ナトリウムを含むリゾチウム水溶液に種々のプラスチック片を浸し、40℃、8 MPaで1時間保温した後のプラスチックへのリゾチウムの固定化量を調べたところ、ポリウレタン、ポリプロピレン、あるいはポリ塩化ビニルよりも、ポリエチレンに比較的多く固定されることがわかった。
一方、PST-01プロテアーゼのC末端にポリスチレンと親和性の高いペプチドタグ配列をフレキシブルリンカーを介して付与するPST-01-LIP19プロテアーゼ遺伝子を設計、発現し、種々のプラスチックへの固定化を試みた。ペプチドタグ配列を付与することにより、ポリスチレンやポリプロピレンへの吸着量を向上させることに成功した。