イメージング質量分析を用いた酵素のハイスループットスクリーニング法

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17760623
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 岩崎 雄吾 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教授 (50273214)
• Keywords: 酵素反応 / スクリーニング / 分子進化工学 / 質量分析

Research Abstract

本研究では、飛行時間型二次イオン質量分析計(TOF-SIMS)による質量分析イメージングを利用して酵素のハイスループットスクリーニング法の開発を目的としている。
今年度はCandida antarctica由来Bリパーゼをモデル酵素として、マイクロチャンバー上でパラニトロフェニルパルミテートの加水分解反応を行い、その後TOF-SIMSによる検出・イメージングを試みた。
まず、TOF-SIMS検出用の基材としてガラス、ポリカーボネートよびシリコンウエーハーを比較検討したところ、シリコンウエーハーが検出感度、物理的強度およびコストにおいて優れていた。
次にシリコンウエハー上に作成した0.2mm四方の反応室を備えた反応チャンバーを用いて実験を行った。すなわち、チャンバー全体に基質溶液を塗布後、各反応室に顕微鏡下で観察しながら種々の濃度の液体のリパーゼを分注した。その後37度で放置して酵素反応を行った後、TOF-SIMSを用いて反応生成物であるパラニトロフェノールおよびパルミチン酸の検出を行った。その結果、リパーゼの有無およびその量に応じてシグナルを検出することに成功し、リパーゼ活性質量分析イメージングの画像として捉えることができた。パラニトロフェノールの場合は負イオンモードが最適であった。一方、もう一方の生成物であるパルミチン酸に関しては検出する事が困難であった。
今後は、球状シリカゲルなどのビーズに吸着固定した固定化リパーゼを用いて同様の反応を行い、TOF-SIMSによる検出が可能であることを実証する予定である。