微小電力を駆動力とした微生物酵素によるアゾ分解反応系の開発

• 研究課題/領域番号: 23510275
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ケミカルバイオロジー
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 木島 龍朗 山形大学, 理工学研究科, 准教授 (50272084)
• 連携研究者: 大井 俊彦 北海道大学, 大学院工学研究科, 准教授 (40223713)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2011年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: フェロセン修飾補酵素 / NAD / アゾ還元酵素 / フェロセン / 補酵素再生系 / ＮＡＤ

研究概要

『電極における補酵素再生システムを有するアゾ分解酵素反応系の開発』を行うために、補酵素であるＮＡＤにフェロセンを分子導入したフェロセン修飾ＮＡＤを合成し、得られた修飾補酵素は、少なくとも４つのＮＡＤ依存性酵素に対して活性であり、基質に対する立体障害や阻害効果は認められないことを明らかにした。残念ながら、得られたフェロセン修飾ＮＡＤは、高い電極活性を示さなかったが、新たに２酵素カップリングによるアゾ分解反応は、カップリングさせる酵素を変えることで、色の変化でわかる新規バイオセンサーに応用展開できることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Flow-based Biosensing System for Glucose Fabricated by Using Track-etched Microporous Membrane Electrodes (2013)
  • 著者名/発表者名: Mizuguchi, H., Sakurai, J., Kinoshita, Y., Iiyama, M., Kijima, T., Tachibana, T., Nishina, T., Shida, J.
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 42(10) ページ: 1317-1319
  • NAID: 10031201351
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-pot synthesis of polynitrostyrene from styrene monomer (2012)
  • 著者名/発表者名: Rui Zhu, Satoshi Murakami, Bunpei Hatano, Tatsuro Kijima
  • 雑誌名: ITE-IBALetters 巻: 5 ページ: 24-27
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-pot synthesis of polynitrostyrene from styrene monomer. (2012)
  • 著者名/発表者名: Rui Zhu, Satoshi Murakami, Bunpei Hatano, Tatsuro Kijima
  • 雑誌名: ITE-IBA Letters 巻: 5 ページ: 24-27
  • 査読あり
• [学会発表] 低分子生理活性物質へのフェロセン導入とその機能性評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 本間沙也加 ,草苅美穂 ,村上聡 ,波多野豊平 ,木島龍朗
  • 学会等名: 2013年度材料技術研究協会討論会
  • 発表場所: 東京理科大学(野田市キャンパス)
• [学会発表] クラウンエーテル環を有する長鎖アルキルフェロセンの合成と自己組織化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 王鑫, 草苅美穗, 村上聡, 波多野豊平, 木島龍朗
  • 学会等名: 2013年度材料技術研究協会討論会
  • 発表場所: 東京理科大学(野田市キャンパス)
• [学会発表] Functions as nitroreductase activity by azoreductase from Geobacillus stearothermophilus (2013)
  • 著者名/発表者名: Mei Suzuki, Toshihiko Ooi, Miho Kusakari, Bunpei Hatano, Satoshi Murakami, Tatsuro Kijima
  • 学会等名: International Symposium for the 70th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan
  • 発表場所: Sendai
• [学会発表] アゾ還元酵素を用いた色素分解システムによるバイオセンサーの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木島龍朗 ,佐藤拓也 ,池田裕美子 ,村上聡,草苅美穂 ,波多野豊平 ,大井俊彦
  • 学会等名: 第65回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 広島国際会議場(広島市)
• [学会発表] アゾ還元酵素を用いた色素分解システムによるバイオセンサーの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木島 龍朗, 佐藤 拓也, 池田 裕美子, 村上 聡, 草苅 美穂, 波多野 豊平, 大井 俊彦
  • 学会等名: 第65回 生物工学会大会
  • 発表場所: 広島国際会議場（広島市）
• [学会発表] Functions as nitroreductase activity by azoreductase from Geobacillus stearothermophilus (2013)
  • 著者名/発表者名: Mei Suzuki, Toshihiko Ooi, Miho Kusakari, Bunpei Hatano, Satoshi Murakami, Tatsuro Kijima
  • 学会等名: International Symposium for the 70th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan
  • 発表場所: 東北大学 川内キャンパス
• [学会発表] 低分子生理活性物質へのフェロセン導入とその機能性評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 本間沙也加, 草苅美穂, 村上 聡, 波多野豊平, 木島龍朗
  • 学会等名: 2013年度 材料技術研究協会討論会
  • 発表場所: 東京理科大学 野田市キャンパス
• [学会発表] クラウンエーテル環を有する長鎖アルキルフェロセンの合成と自己組織化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 王キン, 草苅美穗, 村上 聡, 波多野豊平, 木島龍朗
  • 学会等名: 2013年度 材料技術研究協会討論会
  • 発表場所: 東京理科大学 野田市キャンパス
• [学会発表] 対称性を有するオレフィン化合物の構造決定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 草苅美穂 ,松本高利 ,波多野豊平 ,渡辺政隆 ,木島龍朗
  • 学会等名: 第23回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 京都テルサ
• [学会発表] 補酵素再生系を用いたアゾ還元酵素による色素分解システム (2012)
  • 著者名/発表者名: 本間沙也加 ,池田裕美子 ,村上聡 ,波多野豊平 ,大井俊彦 ,木島龍朗
  • 学会等名: 平成24年度化学系学協会東北大会
  • 発表場所: 秋田大学(手形キャンパス)
• [学会発表] 分子内に対称性を有する有機化合物の構造決定に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 草苅美穂 ,木島龍朗
  • 学会等名: 第92回日本化学会春季年会
  • 発表場所: 慶応義塾大学(日吉キャンパス)
• [学会発表] 補酵素再生系を用いたアゾ還元酵素による色素分解システム (2012)
  • 著者名/発表者名: 本間沙也加, 池田裕美子, 村上 聡, 波多野豊平, 大井俊彦, 木島龍朗
  • 学会等名: 平成24年度 化学系学協会東北大会
  • 発表場所: 秋田大学（手形キャンパス）
• [学会発表] 分子内に対称性を有する有機化合物の構造決定に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 草苅美穂, 木島龍朗
  • 学会等名: 第92回 日本化学会春季年会
  • 発表場所: 慶応義塾大学
• [学会発表] 対称性を有するオレフィン化合物の構造決定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 草苅美穂, 松本高利, 波多野豊平, 渡辺政隆, 木島龍朗
  • 学会等名: 第23回 基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 京都テルサ
• [学会発表] 補酵素再生系を組み込んだアゾ還元酵素による色素分解システムの構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 池田裕美子 ,片岡実咲 ,村上聡 ,高塚由美子 ,波多野豊平 ,大井俊彦 ,木島龍朗
  • 学会等名: 第63回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 東京農工大学
• [学会発表] Dynamic kinetic resolution of amino acid esters in organic media using enzymatic racemasation combined with hydrolysis (2011)
  • 著者名/発表者名: KIJIMA Tatsuro, YAMADA Takashi, TAKANO Tetsuya, CHIBA Tomomi, MURAKAMI Satoshi, HATANO Bunpei, OHYA Norimasa
  • 学会等名: The 14th Asian Chemical Congress 2011 (14 ACC)
  • 発表場所: クイーンシリキットナショナルコンベンションセンター (バンコク市,タイ王国)
• [学会発表] 補酵素再生系を組み込んだアゾ還元酵素による色素分解システムの構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 池田裕美子・片岡実咲・村上聡・高塚由美子・波多野豊平・大井俊彦・木島龍朗
  • 学会等名: 第63回 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 東京農工大学
• [学会発表] DYNAMIC KINETIC RESOLUTION OF AMINO ACID ESTERS IN ORGANIC MEDIA USING ENZYMATIC RACEMASATION COMBINED WITH HYDROLYSIS (2011)
  • 著者名/発表者名: Tatsuro Kijima, Takashi Yamada, TetsuyaTakano, Tomomi Chiba, Satoshi Murakami, Bunpei Hatano and Norimasa Ohya
  • 学会等名: The 14th Asian Chemical Congress 2011 (14 ACC)
  • 発表場所: クイーンシリキットナショナルコンベンションセンター (バンコク市, タイ王国)