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酵素内包タンパク質ナノカプセルを利用した大気汚染物質硫化カルボニル除去法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K11691
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分64020:環境負荷低減技術および保全修復技術関連
研究機関秋田大学

研究代表者

小川 信明  秋田大学, 名誉教授, 名誉教授 (80169193)

研究分担者 尾高 雅文  秋田大学, 理工学研究科, 教授 (20224248)
松村 洋寿  秋田大学, 理工学研究科, 講師 (60741824)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードタンパク質ナノカプセル / エンカプスリン / フェリチン様プロテイン / 硫化カルボニル加水分解酵素 / エンカプセリン / 硫化カルボニル分解酵素 / 硫化カルボニル
研究成果の概要

硫化カルボニル加水分解酵素(COSase)は、大気汚染物質として危惧されている硫化カルボニル(COS)を硫化水素(H2S)とCO2に加水分解する反応を触媒する。気体を基質とするため反応効率が良くないCOSaseの酵素反応の改善を目的として、好熱菌Thermotoga maritima由来エンカプスリン(Tmエンカプスリン)の中空のナノカプセル状構造体を利用した酵素反応系の構築を行った。Tmエンカプスリンの内包化ペプチド配列を外来タンパク質に付加することで、Tmエンカプスリンへの内包に成功した。また、Tmエンカプスリンに内包化した酵素の触媒活性が維持できることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

エンカプスリンは内包したタンパク質をプロテアーゼ等の分解酵素から保護できることから、マイクロリアクターの反応場として応用が期待されている。本研究により、外来タンパク質のTmエンカプスリンへの内包が可能であることが示唆された。また、Tmエンカプスリンのナノカプセル状構造体内において、外来タンパク質の活性は維持されることが明らかになった。本成果は、COSaseによる効率的なCOS分解反応を可能とするために、反応場としてTmエンカプスリンのナノカプセル状構造体を利用する手法の開発につながることが期待できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The Transitional Transmittance Response of ZIF-8 Gas Adsorption Observed Using Terahertz Waves2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka, A., Matsumura, H., Odaka, M., Ogawa, N., Tanno, T.
    • 雑誌名

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology

      巻: 16 号: 0 ページ: 142-144

    • DOI

      10.1380/ejssnt.2018.142

    • NAID

      130006733986

    • ISSN
      1348-0391
    • 年月日
      2018-05-12
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Deflavination and reconstitution of Encapsulin from Thermotoga maritima2020

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, F., Takehara, N., Matsumura, H., Ogawa, N., Odaka, M.
    • 学会等名
      令和2年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Functional and structural characterization of encapsulin-associated ferritin-like protein from Thermotoga maritima2020

    • 著者名/発表者名
      Takehara, N., Matsumura, H., Ogawa, N., Odaka, M.
    • 学会等名
      令和2年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Thermotoga maritima由来Encapsulinに結合したリボフラビンの除去と再構成2020

    • 著者名/発表者名
      中村 文彦,竹原 直輝,松村 洋寿,小川 信明,尾高 雅文
    • 学会等名
      生物工学若手研究者の集い 第二回オンラインセミナー
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 好熱菌Thermotoga maritima 由来Encapsulinに内包されるフェリチン様タンパク質の発現系構築2020

    • 著者名/発表者名
      竹原 直輝, 松村 洋寿, 小川 信明, 尾高 雅文
    • 学会等名
      第14回バイオ関連化学シンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 好熱菌Thermotoga maritima由来Encapsulinに結合したリボフラビンの除去と再構成2020

    • 著者名/発表者名
      中村文彦, 竹原直輝, 松村洋寿, 小川信明, 尾高雅文
    • 学会等名
      第14回バイオ関連化学シンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 好熱菌Thermotoga maritima由来Encapsulinの機能解明に向けたフェリチン様タンパク質のキャラクタリゼーション2019

    • 著者名/発表者名
      竹原直輝、松村洋寿、小川信明、尾高雅文
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 耐熱性Encapsulinナノカプセルの内包系の構築2018

    • 著者名/発表者名
      野中 衛、松村洋寿、小川信明、尾高雅文
    • 学会等名
      第70回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 好熱菌Thermotoga maritima由来Encapsulinナノカプセルの新規内包系の構築2018

    • 著者名/発表者名
      野中 衛、松村洋寿、尾高雅文
    • 学会等名
      平成30年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 短鎖抗体を導入したタンパク質ナノカプセルEncapsulinの発現系構築2018

    • 著者名/発表者名
      竹原直輝、野中 衛、松村洋寿、尾高雅文
    • 学会等名
      平成30年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 短鎖抗体融合タンパク質ナノカプセル Encapsulin の発現系構築2018

    • 著者名/発表者名
      竹原直輝、野中 衛、松村洋寿、大室有紀、上田 宏、小川信明、尾高雅文
    • 学会等名
      酵素工学研究会第80回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 好熱菌Thermotoga maritima由来Encapsulinの色素化合物の同定2018

    • 著者名/発表者名
      野中 衛、松村洋寿、小川信明、尾高雅文
    • 学会等名
      2018年度日本生物工学会北日本支部秋田シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 短鎖抗体融合タンパク質ナノカプセル Encapsulin の発現系構築2018

    • 著者名/発表者名
      竹原直輝、野中 衛、大室有紀、松村洋寿、上田 宏、尾高雅文
    • 学会等名
      2018年度日本生物工学会北日本支部秋田シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 秋田大学 大学院理工学研究科 生命科学専攻 生物分析化学・生物構造化学研究室

    • URL

      http://www.gipc.akita-u.ac.jp/~bioanal-str-chem/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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