セミウェットチップを目指した超分子ヒドロゲルナノ空間中への蛋白質分子の封じ込め

Research Project

Project/Area Number	15655063
Research Category	Grant-in-Aid for Exploratory Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Chemistry related to living body
Research Institution	Kyushu University
Principal Investigator	浜地格九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (90202259)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	王子田彰夫九州大学, 工学研究院, 助手 (10343328)
Project Period (FY)	2003 – 2004
Project Status	Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help	¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000) Fiscal Year 2004: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000) Fiscal Year 2003: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Keywords	糖アミノ酸 / ヒドロゲル / 超分子 / セミウェットデバイス / タンパク質
Research Abstract	本研究の目的は、超分子ヒドロゲルを用いた分子レベルでデザインされた水溶液類似のナノ空間の構築、そこへ封じ込められた酵素・蛋白質の構造と機能の静的及び動的な解析を通して、この超分子ナノ空間の特徴及び酵素・蛋白質への作用を解明することである。また、これらの知見をもとに、蛋白質固定化された超分子ナノヒドロゲルがセミウエット型の蛋白質チップとして機能化されることを実証することを目指した。本年度は、既に我々が開発した何種類かの糖アミノ酸型の超分子ヒドロゲルを用いて、構造・機能の明らかなモデル蛋白質(ミオグロビンやトリプシン)のゲル内への固定化によって得られた知見を基に、超分子ヒドロゲルを基板としたペプチド・タンパク質チップの構築を検討した。具体的にはトリプシンのような加水分解酵素においては蛍光変化によって酵素活性をモニタリングできる反応基質をデザインして超分子ゲル中に共存させ、生成物解析からナノヒドロゲル空間での見かけの酵素反応速度を見積もり、ヒドロゲル中では拡散速度の低下によって反応は遅くなるものの、ゲルのダンウサイジングを行うと見かけの速度の低下は殆どおこらないことを見いだした。さらにこれを展開して、種々の加水分解酵素に利用できることを実証し、ダウンサイジングによるチップ化に成功した。この超分子ヒドロゲルチップはハイスループットな酵素アッセイに応用可能であることを明らかにすることが出来た。