2013 Fiscal Year Annual Research Report
バイオ電池に有用な酸化還元酵素の効率的なスクリーニング技術の開発
| Project/Area Number |
24656508
|
|---|
| Research Institution | Keio University |
|---|
Principal Investigator |
土居 信英 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (50327673)
|
|---|
| Keywords | 酵素 / 進化 / バイオマス / 電気材料 / マイクロ・ナノデバイス |
|---|
| Research Abstract |
酸化還元酵素およびその遺伝子を固定したマイクロビーズをマイクロ流路に順番に流して活性を測定できるハイスループットなスクリーニング系を構築するために、無細胞タンパク質合成系を利用したマイクロビーズディスプレイ法の検討、および、３種類のマイクロ流体デバイスの構築をおこなった。
マイクロビーズディスプレイの条件検討は、酵素バイオ電池によく用いられているグルコースデヒドロゲナーゼ（GDH）をモデルとしておこなった。HAタグを融合したGDH遺伝子１分子と抗HA抗体を固定したマイクロビーズ１個をwater-in-oilエマルションのミセル内に封入し無細胞翻訳をおこなうことで、合成された酵素をマイクロビーズに固定した。その結果、１個のマイクロビーズに最大約15万分子の酵素を固定できることが分かった。また、DNAを約１分子固定したマイクロビーズ上で合成・固定されたGDHの活性を電気化学的に測定することに成功した。
構築した３つのマイクロ流体デバイスは、酵素を固定したマイクロビーズを約１個ずつ極少量の酵素反応液に区画化するための「区画化デバイス」、電気化学的に酵素活性を評価する「活性測定デバイス」、および、活性の高い酵素を固定したマイクロビーズのみを回収する「選別デバイス」である。それぞれの性能評価をおこなった後、活性測定デバイスで検出したデータを解析して、その結果に基づきアナログ電圧信号を選別デバイスに出力する「解析・制御システム」を構築し、これらを組み合わせたスクリーニング系全体の動作確認をおこなった結果、系全体が正常に動作することを確認した。
|
