2007 Fiscal Year Annual Research Report
自己組織化単分子層を用いた細胞膜表面におけるアクチノイドの電子授受機構の解明
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18360459
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
大貫 敏彦 Japan Atomic Energy Agency, 先端基礎研究センター, 研究主席 (20354904)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
香西 直文 日本原子力研究開発機構, 研究副主幹 (80354877)
坂本 文徳 日本原子力研究開発機構, 研究副主幹 (60391273)
鈴木 義規 日本原子力研究開発機構, 博士研究員 (20455281)
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| Keywords | 自己組織化 / 電気化学 / 酸化還元 / チトクロームC / ウラン / ソーレー帯 |
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| Research Abstract |
地下環境におけるアクチノイドの化学状態を明らかにするためには、硫酸あるいは鉄を還元する微生物の細胞膜で起こっている還元機構を解明する必要がある。還元菌とUとの電子授受への膜タンパク質の関与する機構を解明するため、微生物の呼吸に関わる酵素を微生物などから抽出し、模擬細胞膜を作成し、Uなどのアクチノイドと作用させ、酸化還元を直接測定することから電子授受機構を解明する。18年度は、模擬細胞膜を用いる研究として、有機物単分子としてフェロセンを用い金表面に自発的に一分子層だけ配列させて自己組織化単分子層(SAM)を形成し、ウラン(VI)の還元に起因した電流を検知した。
19年度は、金薄膜上にチオール基を介して形成した有機酸単分子層に酵母由来のチトクロームCを付加させ、酸化還元電流を調べる実験、及びITO導波路上にチトクロームを付加させて酸化還元電流並びに吸光スペクトルを測定する実験を行った。その結果、チトクロームCを付加したSAM金薄膜電極では、チトクロームCの酸化還元に起因すると考えられる電流を検知できた。一方、チトクロームCを付加したITO電極では、チトクロームCの酸化還元に起因するピーク電流とともに吸光スペクトルで、チトクロームCのらソーレー帯(420nm)付近に明確な吸収ピークが検知できた。さらに、酸化電位及び還元電位でピークの波長が変化し、チトクロームCの酸化還元変化を捉えることに成功した。これらの結果から、有機単分子上に酸化還元酵素を付加させることに成功するとともに、電極とチトクロームの間の電子授受を捉えることに成功した。
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