圧力誘起液液相分離現象による蛋白質の結晶化

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14350405
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 横山 千昭 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50150256)
• 研究分担者: 伊原 学 東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (90270884) ; 山下 善之 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60200698)
• キーワード: 圧力 / 相分離 / 結晶化 / 蛋白質 / 準安定相平衡

研究概要

本研究における研究事項とその成果について以下に記す。
1 実験装置の作成と相平衡関係の推定
飽和濃度の数十倍程度の高濃度の過飽和状態の蛋白質水溶液を一定温度において500MPa程度まで瞬間的に加圧する装置を作成した。この装置は光学窓が付けられており、水溶液の状態を直接観測できる。この装置を用い、リゾチームを溶解した過飽和水溶液を加圧し、液液相分離状態を誘起させる実験を実施した。溶液の濃度、結晶化を促す塩類などの条件を最適化し、液液相分離現象の観測より準安定状態での相平衡関係を推定した。液液相分離の観察にはCCDカメラを用いた直接測定法を用いた。また、光ダイオードを利用した濁度測定も併用した。
2 蛋白質溶液を長期間にわたって加圧状態にし、徐々に冷却しながら相分離に起因する核発生を促す方法により大きな蛋白質結晶を得る実験を行った。その際、核発生速度の圧力依存性が重要となるため、核発生速度の測定を行った。
3 1の実験結果に基づいて、加圧溶液を瞬間的にノズルから噴霧し、ノズル内部における過飽和度の変化より微小な蛋白質結晶を作製する装置を試作した。この装置の健全性を確認するために、芳香族化合物を溶解した溶液からの微結晶の作製を実施し、均一度の高い結晶を得ることを確認した。現在、蛋白質の濃度を変え、ノズル噴霧法による微結晶の作製に成功した。