2021 Fiscal Year Annual Research Report
バイオシリカ由来タンパク質を介した無機材料とバイオ分子を結ぶための基盤技術開発
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19K05164
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
清水 克彦 鳥取大学, 地域価値創造研究教育機構, 教授 (90326877)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
美藤 友博 鳥取大学, 農学部, 助教 (20776421)
有馬 二朗 鳥取大学, 農学部, 教授 (80393411)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | バイオミネラリゼーション / シリカ / 環境調和型 / 有機無機複合材料 / マリンバイオテクノロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，海綿動物カイロウドウケツのシリカ骨格タンパク質グラシンのシリカや金属酸化物に対する結合能力を評価し，特異的に結合する材料について，結合条件の最適化と溶出条件の探索を行い，これらの結果をもとに，グラシンを介した組換えタンパク質とシリカナノ粒子および金属酸化物材料との複合化についての基盤技術を確立することを目的としている．本研究課題では次の５項目について研究を実施し，目的を達成することを考えている．
(1) グラシンのシリカナノ粒子への結合条件の最適化，溶出条件の探索，(2) グラシンのシリカナノ粒子への結合機構の解明，(3) グラシンの金属酸化物への結合能の有無，(4) グラシンの金属酸化物への結合条件の最適化，溶出条件の探索，(5) 成果のまとめ．
これまでに，(1)について，大腸菌で発現させた組換えグラシン－GFP融合タンパク質およびGST－グラシン融合タンパク質を用い，このタンパク質のシリカに対する結合性を検討し，特異的に結合する条件を見出した．(2)について，グラシンの３つの領域との融合タンパク質を作成し，これを用いて結合特性を明らかにしてきており，結合機構の解明が進んでいる．(3)について，酸化ゲルマニウムに特異的に結合することを明らかにし，また(4)として，その最適な結合条件を見出すことができた．シリカまたは酸化ゲルマニウムからのグラシンの溶出条件について，pH，塩濃度，界面活性剤などの諸条件を検討したものの，融合タンパク質の活性を保持したまま溶出することは困難であった．これは，グラシンのシリカへの親和性の高さを示しており，実際その結合定数は極めて小さい値となった．すなわち，グラシンはシリカへのタンパク質固定に好材料であることを明らかにした．
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