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酵素多層集積構造を多孔性中空糸膜の孔の上につくり高活性な酵素反応を実現する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14655290
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 反応・分離工学
研究機関千葉大学

研究代表者

斎藤 恭一  千葉大学, 工学部, 教授 (90158915)

研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2004年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2003年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2002年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード放射線グラフト重合 / 多孔性中空糸膜 / ポリマーブラシ / 酵素反応 / 多層集積 / 膜透過 / 固定化酵素 / ホスフォリパーゼA2 / 放射線グラフト集合 / 他孔性中空糸膜 / ウレアーゼ / 環状オリゴ糖
研究概要

酵素はアミノ酸をモノマーとする,分子量がときには数十万にもおよぶ高分子である.そのコンホメーションがある範囲で保持されるとその機能を果たす.そこで,荷電性ポリマーブラシ(長さが1μm程度あり,電荷密度を制御できる接ぎ木高分子鎖)に囲まれたフレキシブルな空間に酵素を包み込むことによって,酵素の無劣化空間を創りだすことが本研究の目的である.本年度は,多孔性膜へポリマーブラシを付与した後,荷電基を導入し,そこへ酵素を多層で集積させ,新規な酵素反応系へ適用した.
まず,ポリエチレン製の多孔性膜(精密濾過用に市販されている中空糸状の膜)に電子線をあててラジカルをつくった.その後,膜をエポキシ基をもつビニルモノマー液に浸すことによって,ポリマーブラシを多孔性膜に付与した.つぎに,ポリマーブラシ中のエポキシ基を,ジエチルアミンおよび亜硫酸ナトリウムと反応させることによって,それぞれプラス,マイナスの電荷をもったポリマーブラシ(荷電性ポリマーブラシ)を作成した.静電反発によって伸長したポリマーブラシの長さを,膜に純水を透過させその抵抗から推算した.本年度は,オクタデシルアミノ基をもつ膜の内面から外面へ酵素溶液を透過させた.酵素として,卵黄リン脂質の主成分であるホスファチジルコリンのC2位の脂肪酸を遊離させリゾホスファチジルコリンに変換するホスフォリパーゼA2を用いた.膜の外面からの流出液中の酵素濃度を連続的に測定し,供給液中の酵素濃度との差から酵素の包み込み量を算出した.ホスフォリパーゼA2の多層集積度は3であった.薄層クロマトグラフィーの結果から,従来の固定化酵素に比べて明らかに高活性であることを実証した.

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (3件) 文献書誌 (7件)

  • [雑誌論文] High-performance purification of gelsolin from plasma using anion-exchange porous hollow-fiber membrane2005

    • 著者名/発表者名
      萩原京平, 斎藤恭一
    • 雑誌名

      Journal of Chromatography B (in press)

    • NAID

      10016978096

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Introduction of taurine into polymer brush grafted onto porous hollow-fiber membrane2005

    • 著者名/発表者名
      三好和義, 斎藤恭一
    • 雑誌名

      Journal of Membrane Science (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Skin layer formation on porous membrane by immobilized dextransucrase2004

    • 著者名/発表者名
      川喜田英孝, 斎藤恭一
    • 雑誌名

      AIChE Journal 50

      ページ: 696-700

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 小林 聡: "Highly multilayered urease decomposes highly concentrated urea"Biotechnology Progress. 19. 396-399 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 藤田彩子: "Production of tripeptide from gelatin using collagenase-immobilized porous hollow-fiber membrane"Biotechnology Progress. 19. 1365-1367 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 川喜田 英孝: "Skin layer formation on porous membrane by immobilized dextransucrase"AICh E Journal. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 斎藤 恭一: "Charged polymer brush grafted onto porous hollow-fiber membrane improves separation and reaction in biotechnology"Separation Science and Technology. 37. 535-554 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 川喜田 英孝: "Production of cycloisomaltooligosaccharides from dextran using enzyme immobilized in mutlialyers onto porous membranes"Biotechnology Progress. 18. 465-469 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 川喜田 英孝: "Optimization of reaction conditions in production of cycloisomaltooligosaccharides using enzyme immobilized in multilayers onto pore surface of porous hollow-fiber membranes"Journal of Membrane Science. 205. 175-182 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 三浦 卓: "High-throughput hydrolysis of starch during permeation across α-amylase-immobilized porous hollow-fiber membranes"Radiation Physics and Chemistry. 63. 143-149 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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