気泡塔に懸濁させたリポソーム内の光誘起電子移動反応による連続的二酸化炭素還元操作

• 研究課題/領域番号: 19760553
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物機能・バイオプロセス
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 吉本 誠 山口大学, 大学院・医学系研究科, 准教授 (80322246)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,620千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 420千円); 2008年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2007年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
• キーワード: バイオリアクター / 酵素反応 / ナノバイオ / 生体機能利用 / 化学工学

研究概要

酵素反応を用いて二酸化炭素を循環利用するために,脂質膜小胞(リポソーム)により酵素を安定化するとともに,連続反応のための脂質膜内光誘起電子移動反応系を構築する.リポソーム内酵素は高次構造が著しく安定化され,ガス通気を伴う反応器内で安定であった.また,クロロフィル複合化リポソームを調製して脂質膜系光化学反応の特徴を明らかにした.以上より二酸化炭素還元プロセス構築のための各要素に関する重要な知見を得た.

研究成果

• [雑誌論文] Covalent conjugation of tetrameric bovine liver catalase to liposome membranes for stabilization of the enzyme tertiary and quaternary structures. (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshimoto, H. Sakamoto, H. Shirakami
  • 雑誌名: Colloids and Surfaces B 69(2) ページ: 281-287
  • 査読あり
• [雑誌論文] Covalent conjugation of tetrameric bovine liver catalase to liposome membranes for stabilization of the enzyme tertiary and quaternary structures (2009)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoshimoto, et.al.
  • 雑誌名: Colloids and Surfaces B : Biointerfaces 69 ページ: 281-287
  • 査読あり
• [雑誌論文] Liposomal encapsulation of yeast alcohol dehydrogenase with cofactor for stabilization of the enzyme structure and activity (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshimoto, M. Sato, N. Yoshimoto, K. Nakao
  • 雑誌名: Biotechnology Progress 24(3) ページ: 576-582
  • 査読あり
• [雑誌論文] Liposomal encapsulation of yeast alcohol dehydrogenase with cofactor for stabilization of the enzyme structure and activity (2008)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoshimoto, et.al.
  • 雑誌名: Biotechnology Progress 24 ページ: 576-582
  • 査読あり
• [雑誌論文] Permeabilization of phospholipid bilayer membranes induced by gas-liquid flow in an airlift bubble column (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshimoto, M. Monden, Z. Jiang and K. Nakao,
  • 雑誌名: Biotechnology Progress 23(6) ページ: 1321-1326
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphatidylcholine vesicle-mediated decomposition of hydrogen peroxide (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshimoto, Y. Miyazaki, A. Umemoto,P. Walde, R. Kuboi and K. Nakao
  • 雑誌名: Langmuir 23(18) ページ: 9416-9422
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stabilization of quaternary structure and activity of bovine liver catalase through encapsulation in liposomes (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshimoto, H. Sakamoto, N. Yoshimoto, R. Kuboi and K. Nakao
  • 雑誌名: Enzyme and Microbial Technology 41(6-7) ページ: 849-858
  • 査読あり
• [雑誌論文] Permeabilization of phospholipid bilayer membranes induced by gasliquid flow in an airlift bubble column (2007)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoshimoto, et. al.
  • 雑誌名: Biotechnology Progress 23(6) ページ: 1321-1326
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphatidylcholine vesicle-mediated decomposition of hydrogen peroxide (2007)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoshimoto, et. al.
  • 雑誌名: Lallgmuir 23(18) ページ: 9416-9422
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stabilization of quaternary structure and activity of bovine livercatalase through encapsulation in liposomes (2007)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoshimoto, et. al.
  • 雑誌名: Enzyme and Microbial Technology 41(6-7) ページ: 849-858
  • 査読あり
• [学会発表] エアリフト型気泡塔内蟻酸脱水素酵素の安定性に及ぼすリポソーム内封入と補酵素の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉本誠ら
  • 学会等名: 化学工学会第74年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-03-18
• [学会発表] リポソーム内封入アルコール脱水素酵素の熱安定性に及ぼす荷電脂質の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐藤真巳ら
  • 学会等名: 化学工学会姫路大会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2008-11-18
• [学会発表] 脂質分子運動に基づくリポソーム触媒下の過酸化水素分解反応の評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 梅本あゆみら
  • 学会等名: 化学工学会姫路大会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2008-11-18
• [学会発表] リポソーム膜表層へのカタラーゼの複合化による酵素の四量体構造と活性の安定化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉本誠ら
  • 学会等名: 膜シンポジウム2008
  • 発表場所: 豊中
  • 年月日: 2008-11-14
• [学会発表] Surface modification of liposome membranes with catalase for develonment of stable and reactive biocatalyst (2008)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoshimoto
  • 学会等名: 2008 Bioseparation for Biorecognition and Biotechnology
  • 発表場所: Ansan, Korea
  • 年月日: 2008-10-27
• [学会発表] リン脂質二分子膜の透過性と構造に及ぼす共存過酸化水素の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 梅本あゆみら
  • 学会等名: 化学工学会第40回秋季大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] 気泡塔内気液流動を利用する酵素封入リポソームの選択的膜透過性と反応性の制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉本誠ら
  • 学会等名: 化学工学会第40回秋季大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] 蟻酸脱水素酵素の活性と安定性に及ぼすリポソーム内封入と補酵素の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山崎亮ら
  • 学会等名: 化学工学会第40回秋季大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] Encapsulation of formate dehydrogenase and cofactor in liposomes for stabilization of the enzyme structure and activity (2008)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoshimoto, et.al.
  • 学会等名: Membranomics, Science and Engineering of Biomembrane and Its Mimics
  • 発表場所: Toyonaka, Japan
  • 年月日: 2008-09-02
• [学会発表] Highly stable formate dehydrogenase/cofactor reaction system encapsulated in phospholipid vesicles, American Chemical Society (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshimoto et al
  • 学会等名: 236th National Meeting & Exposition
  • 発表場所: Philadelphia, USA.
  • 年月日: 2008-08-20
• [学会発表] Highly stable formate dehydrogenase/cofactor reaction system encapsulated in phospholipid vesicles (2008)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoshimoto, et.al.
  • 学会等名: American Chemical Society, 236 th National Meeting & Exposition
  • 発表場所: Philadelphia, USA
  • 年月日: 2008-08-20
• [学会発表] Preparation and characterization of liposome-bound tetrameric bovine liver catalase for stabilization of the enzyme structure and activity (2008)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoshimoto, et.al.
  • 学会等名: The 6 th Symposium on Engineering Science of Liposome
  • 発表場所: Hakone, Japan
  • 年月日: 2008-07-23
• [学会発表] 気液流動場を利用するカタラーゼ封入リポソームの反応性制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉本誠ら
  • 学会等名: 日本膜学会第30年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-05-15
• [学会発表] リポソーム内に封入されたアルコール脱水素酵素の反応性に及ぼす脂質膜特性の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐藤真巳ら
  • 学会等名: 化学工学会第73年会
  • 発表場所: 浜松
  • 年月日: 2008-03-17
• [学会発表] リポソーム膜表層に複合化したカタラーゼの安定性に及ぼす酵素-脂質間共有結合の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉本 誠ら
  • 学会等名: 化学工学会第73年会
  • 発表場所: 浜松
  • 年月日: 2008-03-17
• [学会発表] リポソーム内封入カタラーゼの安定性に及ぼすリポソーム径と内水相酵素濃度の影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 阪本英之ら
  • 学会等名: 化学工学会山口大会
  • 発表場所: 宇部
  • 年月日: 2007-11-22
• [学会発表] アルコール脱水素酵素の多量体構造と活性に及ぼすリポソーム内封入と脂質膜の影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 吉本誠ら
  • 学会等名: 膜シンポジウム2007
  • 発表場所: 宇部
  • 年月日: 2007-11-15
• [学会発表] Stabilization of structre and activity of oligomeric enzymes trough encapsulation in phospholipid vesicles (2007)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoshimoto, et. al.
  • 学会等名: 6th Asia-Europe Biorecognition EngineeringSociety Conference
  • 発表場所: Jhong-Li,Taiean
  • 年月日: 2007-11-08
• [学会発表] Selective permeability of liposome membrane induced by liquid shearstress in a bubble column (2007)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoshimoto, et. al.
  • 学会等名: Asia-Pacific Biochemical Engineering Conference
  • 発表場所: Taipei,Taiwan
  • 年月日: 2007-11-05
• [学会発表] 脂質二分子膜表層における過酸化水素分解反応に及ぼす膜流動性の影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 梅本あゆみら
  • 学会等名: 化学工学会第39回秋季大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-09-14
• [学会発表] リポソーム内封入アルコール脱水素酵素の熱安定性と反応任 (2007)
  • 著者名/発表者名: 佐藤真巳ら
  • 学会等名: 化学工学会第39回秋季大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-09-14
• [学会発表] リポソーム膜表層に複合化したカタラーゼの活性に及ぼす酵素-脂質間結合数の影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 阪本英之ら
  • 学会等名: 化学工学会第39回秋季大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-09-14
• [学会発表] エアリフト型気泡塔内に懸濁させた酵素封入リポソームの安定性に及ぼす気液流動の影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 吉本 誠ら
  • 学会等名: 化学工学会第39回秋季大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-09-13
• [学会発表] Preparation and characterization of alcohol dehydrogenase containing liposomes for improving its quaternary structure (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshimoto et al
  • 学会等名: American Chemical Society, 234th National Meeting & Exposition
  • 発表場所: Boston, USA.
  • 年月日: 2007-08-22
• [学会発表] Preparation and characterization of alcohol dehydrogenase-containingliposomes for improving its quaternary structure (2007)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoshimoto, et. al.
  • 学会等名: American Chemical Society, 234th NationalMeeting & Exposition
  • 発表場所: Boston
  • 年月日: 2007-08-22
• [学会発表] Structural stability and reactivity of bovine liver catalase modulatedwith liposomes (2007)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoshimoto, et. al.
  • 学会等名: American ChemicalSociety, 254th NationalMeeting & Exposition
  • 発表場所: Boston
  • 年月日: 2007-08-22
• [図書] In Bottom-Up Nanofabrication ; Ariga, K. and Nalwa, H. S. ; Ed (2009)
  • 著者名/発表者名: P. Walde, S. Ichikawa, M. Yoshimoto, American Scientific Publishers
  • 出版者: Chapter 7The fabrication and application of enzyme-containing vesicles
• [図書] Chapter 7 The fabrication and application of enzyme-containing vesicles. In Bottom-Up Nanofabrication ; Ariea. K. and Nalwa. H. S. ; Ed., Vol. 2. pp 199-221 (2009)
  • 著者名/発表者名: Peter Walde, et.al.
  • 総ページ数: 23
  • 出版者: American Scientific Publishers