2016 Fiscal Year Annual Research Report
Discovery and application of frequency dependence of microwave-assisted degradation of mucin
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26620142
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
亀山 昭彦 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 創薬基盤研究部門, 上級主任研究員 (80415661)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉山 順一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, ナノ材料研究部門, 主任研究員 (10235905)
清水 弘樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 主任研究員 (30344716)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ムチン / マイクロ波 / ヒアルロン酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ムチンは多量の糖鎖に覆われた粘性の高い巨大糖タンパク質であり、古くから腫瘍や感染症との関わりが示唆されてきたが、分子量100万を超える巨大分子である上に糖鎖多様性が著しいため分離分析が難しく、近年のプロテオーム研究からも取り残された未開拓の分子である。ムチンは多量の糖鎖のためプロテアーゼによる小分子化が難しいことが同定や構造解析の障害となってきた。そこで、本研究ではムチン分子近傍の多数の糖鎖による「束縛された水分子」を介してムチン分子を選択的に活性化できるマイクロ波の周波数を見出す。さらにその周波数のマイクロ波を活用したムチンの選択的分解反応を探索し、その分解パターンを指標とする新規ムチン同定法を開発する。平成28年度は、昨年度に引き続きモデル分子としてムチンと同様に粘性の高い巨大多糖であるヒアルロン酸を用いた弱酸条件下での分解実験を行った。分子量分布の異なるヒアルロン酸を5種類用意し、マイクロ波照射前後での粘度の変化を測定した。ヒアルロン酸水溶液に対し、60℃のブロックバスを用いて外部から伝熱加熱した物は60分後でも粘度がほとんど低下しなかったのに対し、10GHzのマイクロ波を照射して内部温度を45℃に保った物は同時間後に粘度が低下する傾向が見られた。また、照射電力を高くして急速に加熱すると、蛍光ファイバー温度計による内部温度が50℃を示していても沸騰が生じた。これらより、粘性による温度拡散の低下が局所的な加熱（蓄熱）を誘導し、計測温度（全体温度）上は低くても、分子量低下に至る温度上昇がマイクロ波によって誘発されることが推察された。
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Research Products
(2 results)
