色素蛋白質3量体極小カラーRGB感受性超分子ユニットの創製

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21651047
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 冨岡 寛顕 埼玉大学, 教育学部, 教授 (50212072)
• Keywords: ナノ材料 / 超分子 / 3量体 / ナノバイオ / 蛋白質 / バクテリオロドプシン / RGB / 色覚色素

Research Abstract

ヒトの色覚では、あらゆる色が赤(R)緑(G)青(B)の三原色の混色により得られるという。近年の研究でRGB各光に対する光受容蛋白質(色覚色素蛋白質)が網膜中の錐体に存在し、それら光受容体は約350個のアミノ酸と補欠分子団であるレチナール(ビタミンAのアルデヒド)から成るレチナール蛋白質であることが解明された。しかしこれらは光を受容するとレチナールと蛋白質部分に分解するため、素子化等の応用には適さない。一方、高度好塩性の古細菌は、ヒトの色覚色素蛋白質に極めて類似したレチナール蛋白質を持ち、それらは光分解せず、安定性に優れている。その中の一つのバクテリオロドプシシ(bR)は細胞模中で3量体を形成している。bRは赤色光受容体と同じ吸収極大波長(λmax)を持っている。蛋白質部分やレチナール部分を類似体に置換するかの方法により、緑と青色の光を吸収するものを作成できれば、3原色の各光を吸収するものが揃うことになる。'それら3種から成る3量体超分子が作れれば、ひとつの3量体がひとつのRGB画素のようになる。そのような極小3原色RGBユニット作成が本研究の目的である。bRをヒドロキシルアミン処理することによりレチナールを外し(ブリーチ)、そこへレチナールを添加することでbRを再構成できる。そのブリーチ過程で、条件をコントロールすることにより、3量体は均一ではなく不均一であることをを見いだした。このことはヘテロな分子の3量体形成に関しての基礎的なデータとなる。さらに蛋白部分のアミノ酸を類似体に置き換えることにも成功した。