2016 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of the preparation method and study on the physical properties of liquid protein.
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26810087
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
野島 達也 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任助教 (40721858)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | タンパク質 / 界面活性剤 / ソフトマテリアル / バイオマテリアル / タンパク質材料 / 静電複合体 / 酵素触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
タンパク質は様々な機能とナノメートルスケールの均一な構造を有する機能性物質であり、材料開発の素材として有望である。イギリスのMannらはタンパク質が陰イオン性界面活性剤と静電複合して秩序を持って集合した液状材料「タンパク質液体」を報告した。タンパク質液体はタンパク質の材料化のために有望な物質であったが、その作成にはタンパク質の化学修飾を含む約一週間もの煩雑な工程が必要とされ、利用できるタンパク質の種類に限りがあった。そこでタンパク質集合による液状材料のより簡便な作成方法の確立とその体系化を目的とした。
研究の過程においてタンパク質水溶液に陽イオン及び陰イオンイオン性界面活性剤を一定の量比で加えることで、高タンパク質含有量(最大311mg/mL)の水相より分離したオイル状の液状物質が形成することを見出した。タンパク質液体とは性状の異なるこの物質を「タンパク質凝縮体(英名Protein Condensate)」と命名し、詳細な分析を行った。様々なタンパク質を用いてタンパク質凝縮体の形成条件を体系化した。最適な陽イオン及び員イオン性界面活性剤の比率はタンパク質によって異なっており、使用するタンパク質の表面電荷及び等電点に依存していることを明らかにした。タンパク質液体は内部に水を含まない物質であったが、タンパク質凝縮体は内部に水を含む。そのためタンパク質は水に囲まれた環境にあって、構造と機能を維持していた。内部に水が含有されるため、水溶性化合物の導入が可能であり、水溶性基質を利用する酵素反応やゲル化剤によるゲル化にも成功した。
タンパク質凝縮体はタンパク質液体と比べて、作成が簡便であり、流動性が高いため取り扱いが容易であるため新たな機能性タンパク質材料としての活用が期待される。
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