高次構造タンパク質の水性二相系への分配比による親水性高分子との相互作用の推算

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07750837
• 研究機関: 福岡大学
• 研究代表者: 三島 健司 福岡大学, 工学部, 助教授 (40190623)
• キーワード: 水溶性高分子 / 抽出 / 液液平衡 / 水性二相 / ポリエチレングリコール / デキストラン / ペプチド / 分配係数

研究概要

水性二相分配系を利用して、分子構造より巨視的レベルでの各種物性値の予測を可能にするため、アミノ酸、直鎖ペプチド、合成環状ペプチドおよび高次構造既知のタンパク質の分配挙動を測定した。また、従来、分配比の相関に用いられていた自由エネルギーのビリアル展開式中の相互作用定数を予測するために、高分子溶液の第2ビリアル係数を測定した。さらに、物性値を予測する方法を開発するために、各アミノ酸やペプチドの末端基が、ペプチドと高分子、溶媒および電解質との相互作用に与える影響について、系統的に以下のような研究を行った。
1.高次構造タンパク質ならびに環状ペプチドの合成:タンパク質合成装置により4個のαヘリックス高次構造を有するタンパク質や末端基を保護基によって修飾されたタンパク質などを合成した。また、単純な構造の環状ペプチドなどを合成した。
2.液液平衡、相転移実験:ポリエチレングリコール、デキストランなどの親水性高分子を用いて、水性二相系およびゲル相分離系を形成した。相分離測定には、曇り点観測法、フラスコ浸という法、分光分析法を用いた。相転移については、レーザー光散乱法で測定した。
3.分配平衡実験:上述の水性二相系に対して、生体関連物質でこれまで測定されていない環状・直鎖ペプチド、タンパク質ならびに生理活性が特に注目されているフラボノイドの分配係数を系統的に測定した。タンパク質、直鎖、環状のペプチドの測定結果からペプチドの末端基、高次の疎水基の位置が高分子・溶媒、電解質との相互作用に与える影響について知見を得た。
4.タンパク質の分配挙動の理論的予測:既に、我々が、その有用性を示したモレキュラーコネクティビティを用いるグループ溶液理論を拡張し、タンパク質を構成するアミノ酸、ペプチドおよびタンパク質と溶媒・電解質・高分子間の相互作用に関して相関を試み、高次構造既知のタンパク質の水性二相系に対する分配挙動を表現するグループ溶液モデルを提案した。

研究成果

• [文献書誌] K.MISHIMA,H.KURITA,A.MIYAKE,T.NOMIYAMA,K.MATUYAMA,M.NAGATANI: "Partition Coefficients of Amylase in Aqucous Two-Phase Systems Containing Polyethylene Glycol" Solvent Extraction Research and Development,Japan. 2. 196-203 (1995)
• [文献書誌] K.MISHIMA,K.NAKATANI,T.NOMIYAMA,K.MATUYAMA,M.NAGATANI,H.NISHIKAWA: "Liquid-Liquid Equilibria of Aqueous Two-Phase Systems Containing Polyethylene Glycol and Dipotasium Hydrogenphosphate" Fluid Phase Equilibria. 107. 269-276 (1995)
• [文献書誌] K.MISHIMA,M.UENO,J.SUGINO,A.MIYAKE,N.KOMORITA,M.NAGATANI: "Polymeric Microspheres Formed by Rapid Expansion from Supercritical Carbon Dioxide Solution Containing Antisolvent" Proceedings of 4th Asian Thermphysical Propeties Conference. 3. 675-678 (1995)
• [文献書誌] 三島健司・野見山豊人・十時理納・和田信彦・重松善勝・長谷昌紀: "低角度光散乱法を用いたデンプン水溶液の浸透圧の第2ビリアル係数の測定" 福岡大学工学集報. 55. 209-213 (1995)
• [文献書誌] K.MISHIMA,K.MATSUYAMA.M.KUTSUMI,A.MIYAKE,J.SUGINO,M.NAGATANI: "Measurement and Correlation of Vapor-Liquid Equilibrium Compositons of 1-Propanol-Water System Containing Polymeric Gel at 298.15K" Proceedings of AIChE Annual Meeting (Miami,Florida). (1995)
• [文献書誌] K.MISHIMA,T.NOMIYAMA,H.UCHIYAMA,N.WADA,S.OKA,M.NAGATANI: "Measurement and Prediction of Liquid-Liquid Phase Equilibrium Compositions of Ternary Aqueous Two-Phase Systems" Chemical Engineering Symposium Series SCEJ. (1996)