2016 Fiscal Year Annual Research Report
Optimization of the protein structure for synthesis of single crystal nanoparticles
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25390020
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
吉村 英恭 明治大学, 理工学部, 専任教授 (70281441)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ナノ粒子 / 強磁性体 / フェリチン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
HサブユニットとLサブユニットの混合比が制御されたフェリチン分子を作るために、まず一般的には作られていないウマ肝臓Hサブユニットの遺伝子を業者に発注することにより人工合成した。これをウマLフェリチンを発現させるために使用しているプラスミドpMK-2に組み込み発現させ、24量体ができることを確認した。酸化鉄のナノ粒子形成を試験した結果、鉄の酸化速度はLフェリチンに比較して2桁程度速いが、合成中に多くのタンパク質が沈殿してしまうことがわかった。このため鉄酸化活性部位のないLサブユニットにHサブユニットに存在する酸化活性部位を導入した。Lサブユニットに酸化活性部位であるY24E, K59E, G62Hの変異を導入し、Y24E, K59E, G62H, Y24E+K59E, K59E+G62H, Y24E+K59E+G62HをサブユニットとするLフェリチンを作った。このうちK59Eを含むものはすべて不溶画分に入ってしまった。Y24EおよびG62Hは生成できたが、鉄の酸化速度は野生株とほとんど同じであった。また、HL混合フェリチンを実現するために、HとLサブユニットの遺伝子をマルチクローニングサイトのあるプラスミドpETDuetに組み込み同時に発現させることを試みたが、Hフェリチンが発現されていないことがわかった。このため発現誘導のIPTGを添加するタイミングや温度などを変えてみたが、うまく発現させることができなかった。現在はベクターを変えることを検討している。また、形成率は低いが単結晶の酸化鉄ナノ粒子を形成することがわかっているLフェリチンを用いて、条件を変えることで効率よく単結晶ナノ粒子を作製することを試みた。その結果、窒素ガス中において60℃に保ち、ゆっくり２価の鉄イオンを加え、pHを8.5に一定にすることで、効率よく単結晶の酸化鉄ナノ粒子を合成できることをみいだした。
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