親水性高分子を利用したタンパク質劣化の評価と熱力学モデルの開発

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08650898
• 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: 水性二相 / タンパク質 / アミノ酸 / ペプチド / 親水性高分子 / 熱力学モデル / 分配係数 / 浸透圧

研究概要

水性二相系に対する分配法を利用して、nativeな状態のタンパク質と失活を生じた劣化タンパク質の分配係数、溶解度および浸透圧を測定した。さらに、溶媒・高分子間の相互作用、また、劣化の過程における分子の構造変化挙動を分子熱力学モデルを応用して予測する方法を開発するために、系統的に、以下のような研究を行った。
1.高次構造を有するタンパク質の合成:高次構造やタンパク質の末端基が物性に与える影響を調べるために、タンパク質合成装置(既存)により種々の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。
2.高次構造を有するタンパク質の劣化:高次構造を有するタンパク質の劣化による構造変化を調べるために、タンパク質劣化装置(既存)により高次構造を有するタンパク質を劣化させた。劣化した後のタンパク質の構造変化をX線(既存)を用いて測定した。また、劣化後の親水性高分子を含む水性二相系に対する分配係数を測定し、劣化前のデータと比較し、劣化後の構造変化の寄与について知見を得た。
3.タンパク質劣化による構造変化の熱力学モデルによる予測: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と溶媒・電解質・高分子間の相互作用に関して相関を行った。さらに、規則的な二次構造、らせん構造であるα-ヘリックス、また、構造の緩んだ状態であるランダムコイルを有するタンパク質の、熱による変質によって生じる失活つまり劣化の影響を親水性高分子を含む水溶液系を用いて、溶媒・高分子間の相互作用、また、劣化の過程における分子の構造変化挙動を分子熱力学モデルを応用してタンパク質の構造計算を行う方法を提案した。

研究成果

• [文献書誌] K.MISHIMA,N.WADA,H.UCHIYAMA,M.NAGATANI,W.S.CHOI,H.KITAZAKI,T.TAKAI: "Extraction and Separation of Baicalein and Baicalin from Scutellaria Root Using Supercritical Carbon Dioxide" Solvent Extraction Research and Development,Japan. 231-237 (1996)
• [文献書誌] K.MISHIMA,M.TOTOKI,T.NOMIYAMA,M.NAGATANI,H.KITAZAKI,T.TAKAI: "Partition Coefficients of Baicalein and Baicalin in Aqueous Two-Phase Systems Containing Polyethylene Glycol" Solvent Extraction Research and Development,Japan. 238-243 (1996)
• [文献書誌] K.MISHIMA,N.MATSUO,A.KAWAKAMI.N.KOMORITA,M.NAGATANI,M.OUCHI: "Measurement and Correlation of Solubilities of Oxygen in Aqueous Solutions Containing Galactose and Fructose" Fluid Phase Equilibria. 221-226 (1996)
• [文献書誌] K.MISHIMA,K.MATSUYAMA,M.KUTSUMI,N.KOMORITA,T.TOKUYASU,Y.MIYAKE,F.TAYLOR: "Effect of Vinyl Alcohol+Sodium Acrylate Copolymer Gel on the Vapor-Liquid Equilibrium of l-Propanol+Water" Journal of Chemical and Engineering Data. 41,5. 953-955 (1996)
• [文献書誌] K.MISHIMA,S.OKA,Y.SHIGEMATSU,H.UCHIYAMA,M.IDE,M.NAGATANI: "Partition Coefficients of Baicalein and Baicalin in Aqueous Two-Phase Systems Containing Polymer and Electrolyte" Proceedings of the 9th International Joint Symposium on Chemical Engineering Taejon/Chungnam-Kyushu. 27-28 (1996)
• [文献書誌] K.MISHIMA,S.OKA,K.MATSUYAMA,H.UCHIYAMA,S.ANDO,H.NISHIKAWA,M.IDE: "The Synthesis of Leucyl-Phenylalanine in Supercritical Carbon Dioxide" Proceedings of The Second Kyushu-Taipei International Congress on Chemical Engineering. 68-71 (1997)