2001 年度実績報告書

機能電極界面を用いた金属タンパク質の電子移動反応速度制御因子の解明と機能解析

研究課題

研究課題/領域番号	11450329
研究機関	熊本大学
研究代表者	谷口功熊本大学, 工学部, 教授 (90112391)
研究分担者	冨永昌人熊本大学, 医療技術短期大学部, 助手 (70264207) 西山勝彦熊本大学, 工学部, 講師 (10202243)
キーワード	金属タンパク質 / 生体機能電極 / 単結晶電極 / 界面構造 / 電子移動反応 / ミオグロビン / フェレドキシン / アミノ酸変異分子
研究概要	本研究では、主に単結晶電極表面を原子・分子レベルで制御した機能界面を用いて、金属タンパク質分子等の電子移動反応に及ぼす支配制御因子の詳細の解明とその応用を目的としている。本年度は、以下のような研究成果を得た。 1.金属タンパク質の電子移動反応制御が可能な機能修飾電極上での、修飾分子の特性評価法として、表面分光法が利用できることを実証すると共に、機能分子修飾電極表面の構造を分子レベルの解像度で解明した。 2.フェレドキシンを電子移動メディエーターとして、ポリペプチド薄膜中に酵素と共に固定化することで、人工光合成類似反応が可能な金属タンパク質・酵素固定化機能電極を作製した。 3.金属タンパク質の電子移動のための機能化表面について、単結晶金電極表面を用いて機能表面の構造を分子レベルで明らかにした。特に機能化分子として、ピリジンチオール系およびピリミジンチオール系の系統的な検討から、電極表面の親水性が各種イオン種の電極反応に大きく影響することや、金属タンパク質の機能化表面での電子移動のメカニズムがシトクロムcとアズリンでは異なることを示した。 4.機能電極上でのミオグロビン及び変異分子、酸化還元中心改変半人工再構成分子などの電子移動速度の測定から、電子移動反応速度制御因子(電子移動に伴う電子移動活性中心周辺の構造変化、中心金属イオンの電子移動速度の大きさ、電極面への金属タンパク質分子の配向に伴う電極と活性中心の距離など)を明らかにすると共に、天然ミオグロビンのヘム構造の意味を解明し、天然物を越えるミオグロビン機能分子を作製した。 5.合成ペプチド固定化機能電極にヘム部位を導入した人工金属タンパク質型の人工電子移動制御機能素子を開発した。

研究成果
(7件)

すべてその他

すべて文献書誌 (7件)

[文献書誌] Tominaga, Masato: "Electrochemically Regulated Iron Uptake and Release for Ferritin Immobilized on Self-Assembled Monolayer-Modified Gold Electrodes"Chem. Lett.. 705-706 (2001)
[文献書誌] Nishiyama, Katsuhiko: "Effects of Alkyl Chain as a Spacer on Electrochemical Reaction and SEIRA Spectra for Self-assembled Monolayer having Anthraquinone Redox Center"Electrochemistry. 69(12). 980-983 (2001)
[文献書誌] Nishiyama, Katsuhiko: "Surface pKa of Amine-Terminated Self-assembled Monolayers Evaluated by Direct Observation of Counter Anion by FT-Surface Enhanced Raman Spectroscopy"Chem. Lett.. 80-81 (2002)
[文献書誌] Taniguchi, Isao: "Analysis of Biological Functions of Metalloproteins Using Biocompatible Modified Electrodes"Anal. Sci.. 17(in press). (2002)
[文献書誌] Sawaguchi, Takahiro: "Interfacial Structures of Self-Assembled Monolayers of 2-pyridinethiol on Au(111) Studied by In Situ Tunneling Microscopy"Anal. Sci.. 17(in press). (2002)
[文献書誌] Uemura, Shinobu: "In-Situ STM Observation of Coronene Epitaxial Adlayers on Au(111) Surfaces Prepared by the Transfer of Langmuir Films"Thin Solid Films. (in press). (2002)
[文献書誌] Nishiyama, Katsuhiko: "Proc. 5th East Asia Conference on Chemical Sensors"電気化学会・化学センサ研究会. 501(3) (2001)

2001 年度 実績報告書

機能電極界面を用いた金属タンパク質の電子移動反応速度制御因子の解明と機能解析

研究代表者

谷口 功 熊本大学, 工学部, 教授 (90112391)

研究成果

[文献書誌] Tominaga, Masato: "Electrochemically Regulated Iron Uptake and Release for Ferritin Immobilized on Self-Assembled Monolayer-Modified Gold Electrodes"Chem. Lett.. 705-706 (2001)

[文献書誌] Nishiyama, Katsuhiko: "Effects of Alkyl Chain as a Spacer on Electrochemical Reaction and SEIRA Spectra for Self-assembled Monolayer having Anthraquinone Redox Center"Electrochemistry. 69(12). 980-983 (2001)

[文献書誌] Nishiyama, Katsuhiko: "Surface pKa of Amine-Terminated Self-assembled Monolayers Evaluated by Direct Observation of Counter Anion by FT-Surface Enhanced Raman Spectroscopy"Chem. Lett.. 80-81 (2002)

[文献書誌] Taniguchi, Isao: "Analysis of Biological Functions of Metalloproteins Using Biocompatible Modified Electrodes"Anal. Sci.. 17(in press). (2002)

[文献書誌] Sawaguchi, Takahiro: "Interfacial Structures of Self-Assembled Monolayers of 2-pyridinethiol on Au(111) Studied by In Situ Tunneling Microscopy"Anal. Sci.. 17(in press). (2002)

[文献書誌] Uemura, Shinobu: "In-Situ STM Observation of Coronene Epitaxial Adlayers on Au(111) Surfaces Prepared by the Transfer of Langmuir Films"Thin Solid Films. (in press). (2002)

[文献書誌] Nishiyama, Katsuhiko: "Proc. 5th East Asia Conference on Chemical Sensors"電気化学会・化学センサ研究会. 501(3) (2001)

2001 年度実績報告書

谷口功熊本大学, 工学部, 教授 (90112391)