| 研究課題/領域番号 |
16K18296
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 東北大学 |
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研究代表者 |
中澤 光 東北大学, 工学研究科, 助教 (40584991)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | Enzyme / Nanoparticles / Assembly / Activation / 光応答デバイス / 星形ナノ粒子 / セルラーゼ / セルロソーム / 蛋白質の安定化 / 粒子合成の安定性 / 酵素 / タンパク質の安定性 / 触媒 / 耐熱性 / ナノ粒子 |
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| 研究成果の概要 |
地球上に最も豊富に存在する炭素源である難分解性なセルロースを、ボイラーによる加熱なしに効率的反応できるエコ炭素循環システムを構築した。海底火山由来の耐熱性セルロース分解酵素をモジュール単位に分割し、星形金ナノ粒子の表面に3次元的に再編成することで星形金ナノ粒子の太陽光を熱に変換する性質による粒子表面局所における反応温度の向上と粒子表面へのクラスター化による飛躍的な酵素活性の向上を組み合わせることで最終的に５倍の糖化活性向上に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
学術的意義：無機材料表面と生体分子であるタンパク質（セルラーゼ）の界面設計制御に最も学術的意義がある。通常金属表面への固定化はほとんどの場合タンパク質を変性させたり、粒子に固定化することで、固液反応となり効率は低下する。ナノ粒子を100nm以下に設計し、安定な耐熱酵素を表面に密に配置することで可溶化させつつ酵素の失活を防ぐことで構築に成功した。この成果は他のタンパク質ー無機材料界面の設計の知見となる。
社会的意義：試験管内ではあるが、ボイラーを使わずに酵素反応ができ、酵素の長寿命化もできたため、安価な酵素反応プラントへ応用できる。また、太陽光で活性化できる安価なバイオセンサーの構築もできる
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