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2013 Fiscal Year Annual Research Report

タンパク質連続リフォールディング法におけるインターフェースとしての機能膜の開発

Research Project

Project/Area Number 23760718
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

大橋 秀伯  東京工業大学, 資源化学研究所, 助教 (00541179)

Keywordsタンパク質 / リフォールディング / 機能性高分子膜 / インターフェース / プラズマグラフト重合 / 低温パーオキサイド法
Research Abstract

タンパク質は高い反応性・基質特異性を持ち、幅広い応用用途を持つ。現在大腸菌によるタンパク質の大量発現が可能となっているが、発現したタンパク質に活性を持たせるためにはタンパク質を3次元に正しく折り畳むリフォールディングの過程が必要不可欠である。
タンパク質の大量生産を可能とする連続リフォールディング技術は将来的に大きな需要が見込まれる。本研究では、連続法の特徴的なインターフェースであるタンパク質とバッファーの接触界面に「機能性高分子膜」を用いることで、高効率なリフォールディングを目指した。
24年度までに本テーマ内で開発したプラズマグラフト重合法(低温パーオキサイド法)により、イソプロピルアクリルアミドリニアポリマー・スルホベタインリニアポリマーをグラフト固定化した機能化高分子膜の作成に成功した。また、タンパク質の活性回復率がタンパク質のバッファーの注入速度に大きく依存することを見出だした。
26年度は、この活性回復率のバッファー注入速度への依存性が一般的な現象であることを確認するとともに、化学工学シミュレーションを用いて、膜細孔内における可溶化剤の濃度分布計算を行った。その結果、バッファー注入速度が充分でない場合、膜内における可溶化剤の濃度が低下し、これが活性回復率低下を招くことを見出した。
一方、バッファーの注入速度が高すぎると、タンパク質の膜内における滞留時間が短くなりリフォールディングに必要な時間を確保することができない。リフォールディングを有効に促進するためのインターフェースには、膜内の適切な修飾に加えて、膜内の可溶化剤濃度を確保し、なおかつ膜内の滞留時間を稼ぐような設計が必要であることが分かった。そしてこの設計は膜内の分子拡散性の情報により可能となることを示した。

  • Research Products

    (12 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Plasma-Induced Graft Polymerization Inside Pores of Porous Substrates Assisted by an Infiltration Agent in Acidic Conditions2014

    • Author(s)
      Xueqin Chi, Hidenori Ohashi, Takeo Yamaguchi
    • Journal Title

      Plasma Processes and Polymers

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      10.1002/ppap.201300109

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Logistic Gate-Like Permeable Property of Gating Membrane with Ion-Recognition Polyampholyte2014

    • Author(s)
      Hidenori Ohashi, Sae Ebina, Takeo Yamaguchi
    • Journal Title

      Polymer

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2013.11.048

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] General Diffusion Model for Polymeric Systems Based on Microscopic Molecular Collisions and Random Walk Movement2013

    • Author(s)
      Hidenori Ohashi, Takeo Yamaguchi
    • Journal Title

      Industrial & Engineering Chemistry Research

      Volume: 52 Pages: 9940-9945

    • DOI

      10.1021/ie401045m

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication of Functional Membrane with Activated Ester via Plasma-Induced Graft Polymerization2013

    • Author(s)
      Hidenori Ohashi, Sae Ebina, Takeo Yamaguchi
    • Journal Title

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      Volume: 26 Pages: 503-506

    • DOI

      10.2494/photopolymer.26.503

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 自律膨潤収縮ポリマーの合成とその相転移挙動特性2014

    • Author(s)
      武井俊樹・大橋秀伯・黒木秀記・宮西将史・山口猛央
    • Organizer
      化学工学会第79年会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
    • Year and Date
      20140318-20
  • [Presentation] 高分子膜中の分子透過機構:溶解拡散機構2014

    • Author(s)
      黒木 秀記・大橋 秀伯
    • Organizer
      最近の化学工学講習会63 「ここまできた膜分離プロセス~基礎から応用」
    • Place of Presentation
      東京理科大学
    • Year and Date
      20140121-20140122
    • Invited
  • [Presentation] 自律吸脱着ポリマーをグラフト固定した機能膜の開発2013

    • Author(s)
      武井 俊樹・大橋 秀伯・山口 猛央
    • Organizer
      化学工学会 第45回秋季大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      20130916-20130918
  • [Presentation] 分子認識イオンゲート膜におけるイオン浸透圧モデル2013

    • Author(s)
      天宮 清一・大橋 秀伯・山口 猛央
    • Organizer
      化学工学会 第45回秋季大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      20130916-20130918
  • [Presentation] Shell-Like Free Volume Theory for Molecular Diffusivity Prediction in Polymeric Membrane Systems2013

    • Author(s)
      Hidenori Ohashi and Takeo Yamaguchi
    • Organizer
      The 8th Conference of Aseanian Membrane Society (AMS8)
    • Place of Presentation
      Xi'an, CHINA
    • Year and Date
      20130716-19
  • [Presentation] Fabrication of Functional Membrane with Activated Ester via Plasma-Induced Graft Polymerization2013

    • Author(s)
      Hidenori Ohashi, Sae Ebina, Takeo Yamaguchi
    • Organizer
      The 30th International Conference of Photopolymer Science and Technology (ICPST-30)
    • Place of Presentation
      千葉大学
    • Year and Date
      20130625-20130628
  • [Book] 最近の化学工学63 「ここまできた膜分離プロセス -基礎から応用-」2014

    • Author(s)
      大橋 秀伯・黒木 秀記
    • Total Pages
      212
    • Publisher
      化学工学会
  • [Remarks] 山口研究室 ~燃料電池からバイオマテリアルまで~

    • URL

      http://www.res.titech.ac.jp/~zairyosys/yamaguchilab/

URL: 

Published: 2015-05-28  

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