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2011 Fiscal Year Annual Research Report

交流電場を用いたタンパク質核形成速度の制御

Research Project

Project/Area Number 22760001
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

小泉 晴比古  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (10451626)

Keywords結晶成長 / 電場印加 / 核形成速度 / タンパク質 / 電気二重層 / インシュリン
Research Abstract

ゲノム創薬やテーラーメイド医療を現実にするためには、「タンパク質の核形成をどのように促進させるか」という困難な問題を解決しなければならず、このような問題を解決することのできる新しい結晶育成技術の開発が望まれている。
これまで我々は、卵白リゾチームを用いて、交流電場印加が卵白リゾチーム結晶の核形成速度に与える影響を明らかにし(H. Koizumi et al., Cryst. Growth & Des.(2009).)、さらに、核形成速度への電場印加の効果が、界面において形成されている電気二重層の厚さを操作することにより制御(H. Koizumi et al., Langmuir(2011).)できることを示してきた。
しかしながら、これまでの実験で用いてきた卵白リゾチームというタンパク質は、比較的核形成が起こりやすいタンパク質であるため、核形成が起こりにくいタンパク質を用いて、本研究課題で確立してきた育成技術が適応できるか確かめなければならない。そこで、本研究は、インシュリンという核形成が困難なタンパク質を用いて、交流電場印加による本結晶育成技術が応用可能かどうか調べることを目的とした。
結果として、インシュリンを用いた場合においても交流電場印加による核形成速度の制御は可能であることが示された。さらに、インシュリンにおいても電場印加の効果を生じさせるためには、界面において形成されている電気二重層が重要な役割を果たしていると示唆されたため、その電気二重層の厚さを操作することにより電場印加効果の制御が可能であることが期待される。以上のように、本研究で確立した育成技術は様々なタンパク質に応用が期待でき、タンパク質結晶の核形成問題のブレークスルーとして期待できる。

  • Research Products

    (7 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Control of Gibbs Free Energy Relationship between Hen-Egg White Lysozyme Polymorphs under Application of an External AC Electric Field2012

    • Author(s)
      Y.Tomita, H.Koizumi, S.Uda, K.Fujiwara, J.Nozawa
    • Journal Title

      J.Appl.Crystallogr.

      Volume: 45 Pages: 207-212

    • DOI

      10.1107/S002188981200249X

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nucleation Rate Eahancement of Porcine Insulin by Application of an External AC Electric Field2012

    • Author(s)
      H.Koizumi, Y.Tomita, S.Uda, K.Fujiwara, J.Nozawa
    • Journal Title

      J.Crystal Growth

      Volume: (未定)(印刷中)

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2012.03.006

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Control of Effect on the Nucleation Rate for Hen Egg White Lysozyme Crystals under Application of an Extemal ac Electric Field2011

    • Author(s)
      H.Koizumi, S.Uda, K.Fujiwara, J.Nozawa
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 27 Pages: 8333-8338

    • DOI

      10.1021/la2010985

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 交流電場印加によるリゾチーム結晶核形成速度の制御2012

    • Author(s)
      小泉晴比古
    • Organizer
      第84回バルク成長分科会研究会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2012-02-24
  • [Presentation] 電気二重層を利用した交流電場印加タンパク質育成制御技術2011

    • Author(s)
      小泉晴比古
    • Organizer
      第41回結晶成長国内会議
    • Place of Presentation
      つくば
    • Year and Date
      2011-11-03
  • [Presentation] Role of the Electric Double Layer in Controlling the Nucleation Rate for Tetragonal Hen-Egg White Lysozyme Crystals by Application of an External AC Electric Field2011

    • Author(s)
      小泉晴比古
    • Organizer
      The 18th American Conference on Crystal Growth and Epitaxy
    • Place of Presentation
      Monterey, America
    • Year and Date
      2011-08-03
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.uda-lab.imr.tohoku.ac.jp/

URL: 

Published: 2013-06-26  

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