| 研究課題/領域番号 |
16560686
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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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 |
生物機能・バイオプロセス
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| 研究機関 | 神戸女学院大学 |
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研究代表者 |
寺嶋 正明 神戸女学院大学, 人間科学部, 教授 (30172092)
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| 研究分担者 |
塩見 尚史 神戸女学院大学, 人間科学部, 教授 (20299077)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2005年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2004年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
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| キーワード | バイオテクノロジー / 廃棄物再資源化 / 化学工業 / タンパク質工学 / 化学工学 / メタロチオネイン / ガリウム / 重金属吸着剤 / 大腸菌 / 遺伝子組換え / 融合タンパク質 / 希少金属 / インクルージョンボディ |
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| 研究概要 |
カドミウムなどを特異的に結合することが知られていたタンパク質メタロチオネインが希少金属であるガリウムに対しても高い吸着特性をもつことを見出した。そこで、廃棄電子部品などからの回収が望まれている希少金属であるガリウムを効率よく回収するシステムを設計するための基礎研究としてメタロチオネインをタンパク質工学的手法によりポリマー化する研究に取組んだ。
まず、メタロチオネインダイマー遺伝子を構築し、大腸菌を用いてダイマータンパク質を発現した。それらを固定化したゲルを用いてガリウムに対する吸着特性を検討した。その結果、(1)メタロチオネインダイマータンパク質は1分子あたり、メタロチオネインの約2倍の吸着量を発揮すること、(2)ガリウム濃度0.2mM以下の低濃度領域での吸着性がダイマー化によって著しく改善されること、(3)ガリウムに対する吸着はラングミュア型の吸着平衡関係であらわされること、などを見出した。
そこで、大腸菌でのタンパク質発現効率の向上を目指し、遺伝子発現用プロモーター、精製用タグタンパク質を変更して新たにメタロチオネインポリマー遺伝子を構築した。スクリーニングにより得られたメタロチオネインテトラマー遺伝子の遺伝子配列が設計したとおりであることを遺伝子配列を決定することにより確認した。また、構築した遺伝子の大腸菌内での発現については精製用タグタンパク質に対する抗体を用いたウエスタンブロットで確認した。テトラマータンパク質はインクルージョンボディとして大腸菌内に生産されることも明らかになった。テトラマータンパク質を大量に生産することで効率の良いガリウム回収システムを構築することが可能であることは本研究で示されたが、インクルージョンボディからのメタロチオネインテトラマータンパク質の精製とリフォールディング手法の検討が今後の重要な課題と考えられる。
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