大腸菌による無機物質接着性と金属吸着性を併せ持つペプチドの発現方法の検討

• Project/Area Number: 20H00947
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: 2170:Materials engineering, chemical engineering and related fields
• Research Institution: Akita University
• Principal Investigator: SATOH Yukiyasu 秋田大学, 理工学研究科, 総括技術長
• Project Period (FY): 2020-04-01 –
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥480,000 (Direct Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2020: ¥480,000 (Direct Cost: ¥480,000)
• Keywords: 金属吸着性ペプチド / シリカ微粒子形成能 / 遺伝子組換え大腸菌

Outline of Research at the Start

筆者の所属研究室では, 接着性ペプチドと金属結合性アミノ酸からなるペプチドを種々のターゲット金属と結合させた後に多孔性シリカ粒子と混合すると, このペプチドは多孔性シリカ粒子の細孔内に安定的に接着し, 金属脱離後に残ったインプリント空孔はターゲット金属に対して高い選択性を有することを明らかとした。
本研究は, この無機物質接着性と金属吸着性を併せ持つペプチドを遺伝子組換え大腸菌を用いて安価に発現・生産する方法を検討する。

Outline of Final Research Achievements

筆者の所属研究室では，無機物質接着性と金属結合性を併せ持つペプチド（MBP）と多孔性シリカ粒子を素材とした高い選択性を有する金属吸着材を開発した。本研究では遺伝子組換え大腸菌を用いてMBPを安価に発現・生産する方法を検討した。
はじめに組換え大腸菌によるMBP生産を試行したがMBPの発現を確認することができなかった。次に，オルトケイ酸テトラエチル(TEOS)の存在下で組換え大腸菌を培養することにより，MBPの発現と同時にペプチドの周りにシリカ微粒子を生成する方法を検討した。その結果，大腸菌のMBP発現株の培養においてのみシリカの生成が認められ，組換え大腸菌によるMBPの生成が示唆された。

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

金属吸着材は，資源の有効利用や有害物質の除去など広い範囲で使用されているが，高性能な金属吸着材は高コストであることが多く，高性能かつ安価に大量生産可能な金属吸着材の開発が望まれる。
本研究成果は，微生物培養によって高選択性を有する金属吸着材を直接生産できる可能性を明らかにしたものであり，社会的な意義が高いと考える。