| 研究課題/領域番号 |
12450335
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生物・生体工学
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| 研究機関 | 崇城大学 (2001)
九州大学 (2000) |
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研究代表者 |
古崎 新太郎 崇城大学, 工学部, 教授 (40011209)
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| 研究分担者 |
上江洲 一也 北九州市立大学, 国際環境工学部, 助教授 (40253497)
後藤 雅宏 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (10211921)
山本 進二郎 崇城大学, 工学部, 講師 (40262307)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
13,100千円 (直接経費: 13,100千円)
2001年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
2000年度: 7,900千円 (直接経費: 7,900千円)
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| キーワード | 人工酵素 / 生物工学 / 酵素反応 / 界面活性剤 / 不斉認識 / 生体 / 界面鋳型重合 / 分子インプリント / 生体触媒 / エマルション / 鋳型重合 / 分子インプリント法 / 分子認識 / 不斉反応 |
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| 研究概要 |
本研究の目的は、油水界面における不斉認識能を利用した樹脂調製法により、分子認識能と触媒能を合わせ持つ人工酵素を開発することにある。本研究で提案する"分子インプリント法"は反応基質の認識に最適な配位空間を樹脂表面に記憶させる手法である。この認識部位にターゲット分子の反応を触媒する官能基を導入することによって、人工生体触媒が開発できる。本研究では、人工酵素の触媒活性に寄与する主要な因子を解明し、応用性に優れた高機能性の分子インプリント人工触媒を開発した。
分子インプリント法の最大の特色は、特殊な合成技術や多段階の精密合成を必要とせず、きわめて単純な調製で非常に効果的に分子認識能を発現できる点にある。本研究では、樹脂の表面のみに認識サイトを固定することによって、樹脂の吸着速度が大幅に向上することを明らかにした。
さらに、人工酵素の活性部位を形成する触媒活性モノマーの設計において、計算化学の手法を導入した。具体的にターゲット分子となるアミノ酸と機能性モノマーからなる錯体の最安定化構造を、分子動力学法(MD法)によって計算し、実際に合成を行う前に、ある程度の候補を絞り込むことができた。本研究では、合成の複雑さを回避するために、最大でも2ステップの合成反応を計画しているが、計算化学による機能性分子の絞り込みによって、実験の大幅な効率化が可能となった。実際に分子インプリント法で調製した人工酵素の触媒機能を検討した結果、刷り込んだ基質を選択的に分解できることが明らかとなった。
さらに,人工酵素を用いた加水分解反応の速度論解析を行った。その結果、基質をインプリントしたポリマーはインプリントしなかったポリマーに比べ触媒速度がはるかに大きいことが確認された。
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