生体機能分子の設計・合成

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05NP1001
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 軽部 征夫 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (50089827)
• 研究分担者: 横山 憲二 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (80242121) ; 鈴木 正康 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (70226554) ; 竹内 俊文 東京大学先端科学技術研究センター, 客員助教授 (70179612) ; 民谷 栄一 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 教授 (60179893) ; 松永 是 東京農工大学, 工学部, 教授 (10134834)
• キーワード: 生体機能分子 / モレキュラーインプリンティング / 生体模倣技術 / 蛋白質工学 / 蛋白質の化学修飾 / エレクトロニクス素子 / インターフェイス / ハイブリッド分子

研究概要

生物の持つ機能、例えば脳における情報処理や神経伝達機構などは、工学分野からみると魅力的である。そこで本研究では、この優れた生物の機能を持ち、且つ工学的に応用可能な全く新しい「生体機能分子」の「設計・合成」を行うことを目的とする。
工学的応用を前提とした生体機能分子を設計・合成する場合に重要な点として1.分子の安定生、2.優れた電子・電気特性などの工業特性、3.分子とデバイスとのインターフェースの保持などがある。これらの機能を持つ生体機能分子を、有機合成的アプローチおよび蛋白質化学的アプローチにより設計・合成する。
平成5年度は具体的には次の3点について研究を行った。
(1)モレキュラーインプリント法により人工高分子に分子認識部位を導入することを試みる。(2)酵素の糖鎖に着目し、これを修飾することにより酵素反応効率の向上を試みる。(3)天然の電子移動のメディエーターである遷移金属を含む蛋白質を修飾・改変し、その電子伝達特性の変化を調べる。
(1)の有機合成的アプローチであるモレキュラーインプリント法では、いくつかの高分子を合成し、これらが分子認識能を持つことを液体クロマトグラフィーによって評価、認識した。(2)の蛋白質工学的アプローチである酵素の修飾についても、電子メディエーターのフェロセンと酵素のグルコースオキシダーゼを結合することによって、その修飾酵素と電極の反応効率を上げることに成功している。(3)については、天然の電子メディエーターであるブルー銅蛋白質にルテニウム錯体を結合させることによって光による蛋白質の還元に成功した。
平成6年度以降はこれらの生体機能分子の機能解析とその評価を行い、その結果を踏まえて、複数の生体機能分子を組み合わせたハイブリッド分子を調製し、申請者らが目的とする上記1、2、3、の機能を持つ生体機能分子の創製を行う。

研究成果

• [文献書誌] T.Matsunaga: "Respiratory inhibitors of a magnetic bacterium Magnetospirillum sp.AMB‐1 capable growing aerobically" Appl.Microbiol.Biotechnol.39. 368 (1993)
• [文献書誌] N.Nakamura: "Detection and removal of Escherichia coli using fluo‐rescein isothiocyanate conjugated monoclonal antibody immobilized on bacterial magnetic particles," Anal.Chem.65. 2036-2039 (1993)
• [文献書誌] N.Nakamura: "Highly sensitive detection of allergen using bacterial magnetic particles" Anal.Chim.Acta. 281. 585 (1993)
• [文献書誌] T.Fujiwara: "Dipolar HOHAHA under MAS Conditions for Solid‐State NMR" Chem.Phys.Lett.212. 81-84 (1993)
• [文献書誌] A.Ramamoorthy: "An RF Pulse Sequence Optimized for Homonuclear J Cross Polarization under Magic‐Angle Spinning Conditions in Solids" J.Magn.Reson.Ser.A. 104. 366-368 (1993)
• [文献書誌] Y.Kuroda: "Controlled Electron Transfer between Cyclodextrin‐Sandwiched Porphyrin and Quinones" J.Amer.Chem.Soc.115. 7003-7004 (1993)
• [文献書誌] E.Tamiya: "Ultra micro glutamate sensor using platinized carbon‐fibre electrode and integrated counter electrode" Sensors and Actuators B. 10. 179-184 (1993)
• [文献書誌] E.Navera: "Micro‐choline sensor for acetylcholinesterase determination" Anal.Chim.Acta. 281. 673-679 (1993)
• [文献書誌] I.Karube: "Microbiosensors for acetylcholine and glucose" Biosensors & Bioelectronics. 8. 219-228 (1993)
• [文献書誌] J.Matsui: "Molecular recognition in continuous polyner rods prepared by molecular imprinting technique" Anal.Chem.65. 2223 (1993)