2021 Fiscal Year Annual Research Report
Novel preparation of enzyme-entrapped silica nanocapsule using sugar nanoparticle as sacrifice matrix
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19K05141
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
松根 英樹 宮崎大学, 工学部, 准教授 (10380586)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 酵素 / シリカ / 中空粒子 / 糖分子集合体 / 高酵素活性 / 酵素固定化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体由来の機能性分子である酵素は人工物では成し得ない優れた反応および触媒特性を示す．これらを適当な担体に固定すると，工学的な取り扱いが容易になるため，多様な用途へ展開できると期待される．しかし，担体へ固定化する操作時に高温や有機溶媒にさらすと酵素は直ちに変性を起こし，機能や活性が失われてしまうという問題がある．酵素が機能を維持できる反応条件は範囲が狭く，固定化するのは容易でないため，成功例は限られている．現在，広範な担体に適用できる，全く新しい固定化法の開拓が求められている．そこで本研究では，酵素などの生体機能性分子を多様な担体に変性を防ぎつつ固定化できる新しい方法の構築を目的とした．具体的には，酵素をあらかじめ糖の集合体に埋包させて保護した上で担体に封入することで，酵素の劣化を防ぎつつ，担体との複合体を構築することを検討すした．
固定化の対象である酵素にグルコースオキシダーゼ(GO)をモデルとして用い，最適なマトリックスの探索を行った．化学的に酵素に無害と考えられる糖分子を中心に広範にスクリーニングした結果，特定の糖分子を用いることでGOを全く失活させずに中空シリカ担体へ封入することができた．アルカリフォスファターゼ（ALP）等の他の酵素でも同様の結果が得られ，汎用性のある手法を開発できたことがわかる．さらに，本手法を応用して高分子マイクロカプセルにも高活性のまま酵素を封入することができた．今後，酵素の工学利用に本手法が広く応用されることが期待される．
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