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水和イオン液体及び高分子化イオン液体を基礎とする生命科学用“場”の設計

研究課題

研究課題/領域番号 17H01225
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 高分子・繊維材料
研究機関東京農工大学

研究代表者

大野 弘幸  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 学長 (00176968)

研究分担者 藤田 恭子  東京薬科大学, 薬学部, 講師 (90447508)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
43,940千円 (直接経費: 33,800千円、間接経費: 10,140千円)
2019年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
2018年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
2017年度: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
キーワードイオン液体 / 水和状態 / 生体内環境 / タンパク質 / 相転移 / 高分子 / 生体環境 / 相変化
研究成果の概要

わずかな水を添加したイオン液体を溶媒として用いることで、これまで煩雑な操作が必要であった凝集タンパク質の再構成に成功した。水と下限臨界溶解温度(LCST)型の相転移を示すイオン液体の生体物質分離への応用展開にも成功した。具体的には電位制御によりcyt cのイオン液体相と水相の双方向への分配を制御することが可能になった。さらにLCST型のイオン液体を重合することによりゲル化した。温度を変化させるだけでタンパク質を吸脱着できるゲルの設計指針を確立した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで我々は多くのイオン液体を合成し、それらの物理的性質を整理し、エネルギーデバイスをはじめとした様々な分野に応用してきた。その過程で、生体分子との親和性の高い水和イオン液体を見出した。生体分子は水又は緩衝水溶液中でしか存在できないと思われていたが、高塩濃度液体である水和イオン液体中でも一部のタンパク質は失活せず、さらには再構成まで行えることがわかった。水和イオン液体のタンパク質科学への応用の可能性を大きく拡げることができた。また、LCST型の相転移を示すイオン液体を用いることで、タンパク質を分離抽出する新技術を提案でき、生命科学分野への多大な貢献が期待できた。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 3件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 14件、 招待講演 11件) 図書 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] University of Aveiro(ポルトガル)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Hydration states of cholinium phosphate-type ionic liquids as the function of water contents2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Nikawa, S. Tsuzuki, H. Ohno, and K. Fujita
    • 雑誌名

      Aust. J. Chem.

      巻: 72 号: 5 ページ: 392-399

    • DOI

      10.1071/ch18381

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Charge Balance and Hydrophobicity of the Surface of Cytochrome c on the Distribution Behaviour in an Ionic Liquid/Buffer Biphasic System2019

    • 著者名/発表者名
      K. Ikeda, K. Fujita, H. Ohno, and N. Nakamura
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem.

      巻: 17 号: 31 ページ: 7337-7341

    • DOI

      10.1039/c9ob00900k

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel bis(fluorosulfonyl)imide-based and ether-functionalized ionic liquids for lithium batteries with improved cycling properties2019

    • 著者名/発表者名
      A. Tsurumaki, H. Ohno, S. Panero, and M. A. Navarra
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta

      巻: 293 ページ: 160-165

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2018.09.205

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hydrated ionic liquids enable both solubilisation and refolding of aggregated concanavaline A2019

    • 著者名/発表者名
      K. Fujita, R. Nakano, R. Nakaba, N. Nakamura, and H. Ohno
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 55 号: 25 ページ: 3578-3581

    • DOI

      10.1039/c8cc10102g

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dissolution of oligo(tetrafluoroethylene) and preparation of poly(tetrafluoroethylene)-based composites by using fluorinated ionic liquids2018

    • 著者名/発表者名
      A. Tsurumaki and H. Ohno
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 54 号: 4 ページ: 409-412

    • DOI

      10.1039/c7cc08449h

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 水和イオン液体:新規生体分子溶媒としての可能性2018

    • 著者名/発表者名
      藤田恭子
    • 雑誌名

      膜

      巻: 43 号: 3 ページ: 101

    • DOI

      10.5360/membrane.43.101

    • NAID

      130007378567

    • ISSN
      0385-1036, 1884-6440
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An integrated process for enzymatic catalysis allowing product recovery and enzyme reuse by applying thermoreversible aqueous biphasic systems2018

    • 著者名/発表者名
      A. M. Ferreira, H. Passos, A. Okafuji, A. P. M. Tavares, H. Ohno, M. G. Freire, and J. A. P. Coutinho
    • 雑誌名

      Green Chemistry

      巻: 165 号: 6 ページ: 1218-1223

    • DOI

      10.1039/c7gc03880a

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Design and properties of functional zwitterions derived from ionic liquids2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Ohno, Masahiro Yoshizawa-Fujita, Yuki Kohno
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 20 号: 16 ページ: 10978-10991

    • DOI

      10.1039/c7cp08592c

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Distribution of cytochrome c in LCST-type ionic liquid/water mixtures controlled by applied potential and temperature2018

    • 著者名/発表者名
      K. Ikeda, N. Nakamura, H. Ohno, R. Ikari, and K. Fujita
    • 雑誌名

      J. Electrochemical Society

      巻: 165 号: 7 ページ: G96-G100

    • DOI

      10.1149/2.1071807jes

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 458.Designing the thermal behaviour of aqueous biphasic systems composed of ammonium-based zwitterions2018

    • 著者名/発表者名
      A. M. Ferreira, H. Passos, A. Okafuji, M. G. Freire, J. A. P. Coutinho, and H. Ohno
    • 雑誌名

      Green Chemistry

      巻: 19 号: 17 ページ: 4012-4016

    • DOI

      10.1039/c7gc02262j

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Design of thermoresponsive poly(ionic liquid) gels containing proline units to catalyse aldol reaction in water2018

    • 著者名/発表者名
      Akiyoshi Okafuji, Yuki Kohno, Nobuhumi Nakamura, Hiroyuki Ohno
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 134 ページ: 20-23

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2017.11.047

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 生体分子と親和性を示す水和イオン液体2020

    • 著者名/発表者名
      藤田恭子
    • 学会等名
      鶴田フォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水和イオン液体によるリコンピナントセルラーゼ凝集体の溶解・リフォールディング2020

    • 著者名/発表者名
      柳澤 峻、市田公美、中村暢文、大野弘幸、藤田恭子
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Renaturation of inactivated concanavalin A (ConA) by treatment with hydrated ionic liquid2020

    • 著者名/発表者名
      R. Fujii, K. Ichida, K. Fujita
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Functionalization of ionic liquids2019

    • 著者名/発表者名
      H. Ohno
    • 学会等名
      GSFMT Summer School
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Thermoresponsive ionic liquid/water mixtures for separation and purification technologies2019

    • 著者名/発表者名
      H. Ohno
    • 学会等名
      4th International Conference on Ionic Liquids in Separation and Purification Technology (ILSEPT)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Controlling Factors of Distribution Behaviour of Cytochrome c in Ionic Liquid/ Buffer Biphasic System2019

    • 著者名/発表者名
      K. Fujita, K. Ikeda, K. Ichida, H. Ohno, N. Nakamura
    • 学会等名
      4th International Conference on Ionic Liquids in Separation and Purification Technology (ILSEPT)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イオン液体の発見・発展・未来2019

    • 著者名/発表者名
      大野弘幸
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hydrated Ionic Liquids for Solubilisation and Refolding of Aggregated Proteins2019

    • 著者名/発表者名
      K. Fujita
    • 学会等名
      2019-Sustainable Industrial Processing Summit and Exhibition
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] イオン液体/緩衝液二相系におけるリフォールディング後 concanavalin A の分配挙動2019

    • 著者名/発表者名
      中野 呂香、 大野 弘幸、中村 暢文、市田 公美、藤田 恭子
    • 学会等名
      第10回イオン液体討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Solubilization and refolding of thermally aggregated concanavalin A in hydrated ionic liquids2019

    • 著者名/発表者名
      R. Nakano, H. Ohno, N. Nakamura, K. Ichida and K. Fujita
    • 学会等名
      第29回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Hydrated Ionic Liquid for the Re-naturation of Aggregated Proteins2019

    • 著者名/発表者名
      K. Fujita
    • 学会等名
      13th Annual International Electromaterials Science Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hydrated Ionic Liquids: Potential Use in Bioscience2018

    • 著者名/発表者名
      K. Fujita
    • 学会等名
      2018 Sophia Symposium on Ionic Liquids
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design of functional ionic liquids and their derivatives for electrochemical devices2018

    • 著者名/発表者名
      H. Ohno
    • 学会等名
      6th International Conference on Ionic Liquids for Electrochemical Devices (ILED-6)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Distribution of cytochrome c in LCST-type ionic liquid/ water mixtures controlled by applied potential and temperature2018

    • 著者名/発表者名
      K. Fujita, K. Ikeda, R. Ikari, N. Nakamura and H. Ohno
    • 学会等名
      6th International Conference on Ionic Liquids for Electrochemical Devices (ILED-6)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mixture of DNA and ionic liquids as ion conductive films2018

    • 著者名/発表者名
      N. Nishimura and H. Ohno
    • 学会等名
      6th International Conference on Ionic Liquids for Electrochemical Devices (ILED-6)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design and properties of thermo-responsive polymers derived from ionic liquids having moderate hydrophobicity2018

    • 著者名/発表者名
      H. Ohno
    • 学会等名
      27th conference on molten salts and ionic liquids-EuCheMSIL201
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 温度応答性を示すイオン液体由来ハイドロゲルのタンパク質吸脱着能の評価2018

    • 著者名/発表者名
      濱健一朗、大野弘幸、中村暢文
    • 学会等名
      第9回イオン液体討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] What can be done with keywords of “polymer” and “ionic liquid”?2018

    • 著者名/発表者名
      H. Ohno
    • 学会等名
      6th Asian-Pacific Cenference on Ionic Liquids and Green Processes (APCIL-6)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effect of anion on solubility and refolding behavior of aggregated concanavalin A in hydrated ionic liquids2018

    • 著者名/発表者名
      R. Nakano, H. Ohno, N. Nakamura, and K. Fujita
    • 学会等名
      6th Asian-Pacific Cenference on Ionic Liquids and Green Processes (APCIL-6)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 熱凝集したコンカナバリンAを溶解、リフォールディングする水和イオン液体の探索2018

    • 著者名/発表者名
      中野呂香、半 リサ、大野弘幸、中村暢文、藤田恭子
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Electron Transfer Reaction of Proteins in Hydrated Ionic Liquids2017

    • 著者名/発表者名
      Kyoko FUJITA
    • 学会等名
      21st International Conference on Solid State Ionics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] タンパク質吸着に向けた温度応答性イオン液体由来ゲルの設計2017

    • 著者名/発表者名
      濱健一郎、岡藤亮佳、大野弘幸、中村暢文
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Redox Reaction of Proteins in Hydrated Cholinium Dihydrogen Phosphate2017

    • 著者名/発表者名
      Kyoko FUJITA
    • 学会等名
      232nd ECS Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 配位子を導入した温度応答性イオン液体由来高分子電解質ゲルの金属イオン吸着能2017

    • 著者名/発表者名
      大隈崇裕、岡藤亮佳、大野弘幸、中村暢文
    • 学会等名
      第8回イオン液体討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] リン酸二水素アニオンを有するイオン液体由来ゲルのリン酸緩衝液中でのタンパク質吸着能評価2017

    • 著者名/発表者名
      濱健一郎、岡藤亮佳、大野弘幸、中村暢文
    • 学会等名
      第8回イオン液体討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 凝集タンパク質を溶解できる水和イオン液体の探索:構成イオンと含水量の効果2017

    • 著者名/発表者名
      中野呂香、半リサ、藤田恭子、大野弘幸、中村暢文
    • 学会等名
      第8回イオン液体討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology (Synthesis of ionic liquids originated from natural products)2018

    • 著者名/発表者名
      H. Ohno
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology (Ionic Liquids as Stabilization and Refolding Additives and Solvents for Proteins)2018

    • 著者名/発表者名
      K. Fujita
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 凝集タンパク質の再生剤およびこれを用いた凝集タンパク質の再生方法2017

    • 発明者名
      藤田 恭子、大野 弘幸
    • 権利者名
      東京薬科大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-225090
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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