| 研究課題/領域番号 |
14350431
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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 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
早出 広司 国立大学法人東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究部, 教授 (10187883)
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| 研究分担者 |
池袋 一典 国立大学法人東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究部, 助教授 (70251494)
FERRI Stefano (FERRI Stefano R.) 国立大学法人東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究部, 助手 (90334474)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
14,200千円 (直接経費: 14,200千円)
2004年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2003年度: 5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
2002年度: 7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
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| キーワード | 酵素反応 / 触媒・化学プロセス / チトクローム / ナノバイオ / 電子伝達 / バイオエレクトロニクス / バイオセンサー / 酸素反応 |
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| 研究概要 |
本研究では、酸化酵素および脱水素酵素と電極との電子移動反応を行なうためのインターフェイス分子を開発することを目標とした。まず、E.coli B由来水溶性チトクロムb-562(cytb_<562>)と様々な酸化還元酵素において、cytb_<562>が酵素の活性中心と電極間の電子伝達を仲介させる酵素電極反応インターフェイス分子として機能し、センサーの応答を向上させることを目的とした。その結果、cytb_<562>が様々な酸化還元酵素(Lactate oxidase、Cholesterol oxidase、Fructosyl-amino Acid oxidase)を用いる酵素電極反応のインターフェイス分子としてきわめて有用であることが明らかとなり、その汎用性が示せた。次に、cytb_<562>の酵素電極反応インターフェイス分子としての機能を改良することを目的にcytb_<562>への変異導入を行った。特に、PQQGDH-cytb_<562>間への相互作用の導入し、自然界において酸化還元パートナーではないこの2種の分子の間で効率的に電子授受がおこなえるように酵素電極反応インターフェイス分子を設計した。その結果、改良されたインターフェイス分子にはその電気化学的特性を損ねることなく、新たな相互作用の導入が達成され、PQQGDHとともに酵素電極反応を行ったところ、その応答が大幅に改善された。最後に、酵素電極反応インターフェイス分子を用いる新しいバイオプロセスを提唱するために、大腸菌細胞内に酸化還元酵素と酵素電極反応インターフェイス分子の両分子を高発現させることにより、電極応答が行える微生物を構築し、新しい生物電気化学プロセスの可能性を示した。その結果、cytb_<562>はin vivoにおいても、インターフェイス分子として機能することが見出され、組み換え大腸菌を用いて直接電子移動が観察された。このように本研究にて開発されたインターフェイス分子はバイオセンサーへの応用だけでなく、バイオプロセスにも極めて有用な技術であることが示された。
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