レチナール改変したバクテリオロドプシンを用いた人工網膜の色情報に関する研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10650004
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 岡田 佳子 (首藤 佳子) 電気通信大学, 電気通信学部, 助手 (50231212)
• 研究分担者: 富岡 寛顕 埼玉大学, 教育学部, 助教授 (50212072)
• キーワード: バクテリオロドプシン / 錐体 / レチナールアナログ / 視物質 / 色覚

研究概要

カラーセンサーへの適用を目的として、ヒトの目の錐体(558、531、450nm)に近い吸収極大波長をもつ新しい人工視物質を開発し、以下の知見を得た。さらに光-電流特性を測定して色判定を行う必要がある。
1.青膜およびフォボロドプシンの吸収特性
昨年作成したアナログ色素はバクテリオロドプシン(wt-bR)に比べて吸収曲線がブロードであったため、本年度は安定な青膜(600nm)とフォボロドプシン(490nm)を採用した。bRをアルカリ(pH〜6)処理して大量の青膜を精製し、吸収測定したところ、600nm付近に明確な吸収ピークが見られた。さらに好塩菌細胞膜からフォボロドプシンを単離し、これが490nmに明確な吸収ピークもつことを確認した。人の錐体と比較してほぼ40nmずつ長波長側に平行シフトしている3つの色素の開発に成功した。
2.バクテリオロドプシンの光学特性
バクテリオロドプシンは非線形性をもつため、その透過率、屈折率、吸収係数の変化は入力光強度に依存する。ここではOD,熱緩和時間を考慮し、吸収係数の波長および光強度依存性を計算機シミュレーションした。その結果吸収係数変化は413nmで正となり、568nmのとき最大となることが分かった。

研究成果

• [文献書誌] M.Kamekura et al.: "Detection and expression of a gene encoding a new bacteriorhodopsin from an extreme halophile strain HT(JCM9743) which does not possess bacteriorhodopsin activity"Extremophiles. 2. 33-39 (1998)
• [文献書誌] T.Okamoto et al.: "Numerical analysis of real-time holography in bacteriorhodopsin films"Opt. Eng.. 38(1). 157-163 (1999)
• [文献書誌] S.Ashihara et al.: "Autocorrelation of picosecond pulses in bacteriorhodopsin film using lightself-diffraction from intensity and polarization"Opt. Commun.. 165. 83-89 (1999)