表面力測定による蛋白質の生体分子認識作用評価

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12019202
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 栗原 和枝 東北大学, 反応化学研究所, 教授 (50252250)
• キーワード: 表面力測定 / 原子間力顕微鏡 / ラングミュア-ブロジェット膜 / 分子認識 / タンパク質 / DNA

研究概要

生体の情報認識や高次構造形成は、分子間に働く力により媒介され、その機能が発現している。本研究は、相互作用の大きさや距離レンジを直接決定できる表面力測定を中心手段として、タンパク質を中心に生体分子間の相互作用評価法を確立し、その特性や起源を解明することを目的とする。具体的な研究成果は以下のようである。
(1)RNAポリメラーゼを構成するSigmaA-転写制御因子SpoOA間ならびにSpoOA-DNA間の相互作用
銅キレート(DSIDA-Cu^<2+>)単分子膜にポリヒスチジン(His-tag)修飾したHis-tagタンパク質を結合した後、基板上に累積しタンパク質を表面に固定化、相互作用を測定評価した。その結果、枯草菌RNA polymeraseのSigma A subunitおよび転写制御因子SpoOAタンパク質間に、長距離相互作用ならびに接着力にタンパク質間の特異的な相互作用と考えられる引力を見い出した。このように接着力のヒストグラムは、複数の結合部位を反映していると考えている。また、転写制御因子SpoOAのDNA結合部位(SpoDB)と認識塩基配列をもつDNAの間に、特異的な長距離引力と接着力を見い出した。試料表面の評価も合わせて行い、タンパク質間の相互作用を直接的に研究するための新しい手法を確立した。
(2)糖鎖間の相互作用
種々の糖鎖を親水基とする合成糖脂質単分子膜の相互作用について表面力測定から、水和とイオン化について新しい知見を得た。

研究成果

• [文献書誌] T.Abe,S.Hayashi,N.Higashi,M.Niwa and K.Kurihara: "Charge Regulation in Polyelectrolyte Brushes Studied by FTIR Spectroscopy"Colloids Surfaces A. 169. 351-356 (2000)
• [文献書誌] T.Miyahara and K.Kurihara: "Two-Dimensional Molecular Imprinting : Binding of Sugars to Boronic Acid Functionalized Polymerized Langmuir-Blodgett Films"Chemistry Letters. 1356-1357 (2000)
• [文献書誌] 宮原隆,栗原和枝: "表面力測定と接着力"日本接着学会誌. 35. 309-314 (1999)
• [文献書誌] 栗原和枝: "表面力測定によりわかる固-液界面の分子の挙動"高分子. 49. 392-397 (2000)
• [文献書誌] Y.Nakai and K.Kurihara: "Photoinduced Long-Range Attraction between Spiropiran Monolayers Studied by Surface Forces Measurement"Studies in Surface Science and Catalysis. 132. 869-872 (2001)
• [文献書誌] S.Hayashi,T.Abe,N.Higashi,M.Niwa and K.Kurihara: "Transition Behavior of Polyelectrolyte Brushes Depending on Polymer Chain Density"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. (in press). (2001)
• [文献書誌] K.Kurihara: "Molecular Architectures at the Solid Liquid Interface Studied by Surface Forces Measurement, in Nano-Surface Chemistry (M.Rosoff ed.)"Marcel Dekker Inc.. 1-16 (2001)
• [文献書誌] 水上雅史,栗原和枝: "「界面ハンドブック」〜基礎から応用まで〜、基礎編6.2.表面力と固/液界面の特性"(株)エヌ・ティー・エス(印刷中). (2001)