| 研究課題/領域番号 |
20K05834
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38030:応用生物化学関連
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
里村 武範 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (50412317)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 酸化還元酵素 / L-グルタミン酸 / バイオセンサ / 色素依存性脱水素酵素 / 好熱菌 / グルタミン酸 / 脱水素酵素 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、好熱性細菌より初めて見出した色素依存性L-グルタミン酸脱水素酵素（Dye-GDH）活性を有するタンパク質の詳細な酵素化学的性質の解析を進め、L-グルタミン酸検出用センサ用素子としての評価を行う。この見出したDye-GDHを用いることで、これまでにない簡便かつ高感度に計測可能な電気化学的バイオセンサを構築する。また、本酵素が有するDye-GDH活性は、これまでに報告例がなく、本研究が最初であり酵素の応用利用はもとより、酵素の触媒機構そのものにも興味が持たれることから、本酵素のタンパク質立体構造も明らかにして酵素内の電子伝達機構も明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
色素依存性L-グルタミン酸脱水素酵素(Dye-GluDH)は人工電子受容体存在下でL-グルタミン酸の酸化反応を触媒する酵素である。本酵素は人工電子受容体を介して基質の電子を電極へ伝達することが可能であることからL-グルタミン測定用バイオセンサ用素子として応用可能である。そこで、様々な種類の微生物を対象にDye-GluDHのスクリーニングを行った結果、好熱菌Geobacillus kaustphilus菌体内よりDye-GluDH活性を見出すことに成功した。さらに、本申請ではDye-GluDHの大腸菌によるタンパク質発現系の構築、バイオセンサ用素子としての機能評価にも成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本申請で見出したDye-GluDHは、L-グルタミン酸を電気化学的に測定可能なバイオセンサを開発するうえで非常に高い有用性を示した。L-グルタミン酸は、食品の品質管理に有用なインジケーター、また、様々な病気に対する重要なバイオマーカーになることが知られている。これまでに、L-グルタミン酸を測定可能な最適なバイオセンサ用素子は、見出されていなかった。本申請で見出したDye-GluDHを用いてバイオセンサを構築できれば、これまでには無い簡便で高感度にL-グルタミン酸測定用のバイオデバイスの開発が可能となる。
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