| 研究課題/領域番号 |
16K14902
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
村岡 未彩 大阪大学, 薬学研究科, 特任助教(常勤) (00707614)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 酵素学的解析 / 検出感度向上 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、主にカドミウム（Cd）によって強く活性化される高等植物由来フィトケラチン合成酵素（PCS）をセンサー素子として、多様な有害重金属の検出が可能な高感度バイオセンサーを開発することを目的としている。
これまでに我々は、酵母に表層提示したPCSを素子とした場合に0.02 mg/Lのカドミウムを検出できることを明らかにしているが、環境水のモニタリングに適用するためには、0.003 mg/Lの感度が必要となる。初年度は酵母表層提示PCSに代わり、精製組換えPCSを用い、さらに精製AtPCS1を2 mMEDTAで処理することにより感度が上昇し、約0.001 mg/Lのカドミウムの検出に成功した。平成29年度はさらなる高感度化を目指し、基質であるグルタチオン（GSH）に真核生物由来PCS の10～100倍の親和性を有するラン藻由来NsPCSの精製酵素を入手し、精製NsPCSの解析に着手した。平成30年度は精製NsPCSの酵素学的解析を行い、反応液に用いる緩衝液の濃度・種類によって反応効率が数倍程度上昇することを見出した。また、操作の簡便性向上のため、精製NsPCSの固定化にも着手した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
本研究は、主にカドミウム（Cd）によって強く活性化される高等植物由来フィトケラチン合成酵素（PCS）をセンサー素子として、多様な有害重金属の検出が可能な高感度バイオセンサーを開発することを目的としている。
精製AtPCS1を用いて反応条件の最適化や、精製NsPCSの酵素学的解析を行った結果から、さらなる検出感度の向上が期待できる。これにより本研究の目的のひとつである高感度化についてはおおよそ達成できたと言えるが、もうひとつの目的である多様な有害重金属の検出についてはまだ準備段階である。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の捜査の簡便性向上のため、精製酵素の固定化を行った後、まずは既にアミノ酸配列が明らかとなっている数種の生物のPCSについて精製組換えPCSを入手し、酵素学的解析を行う予定である。その後、これらのPCSの推定立体構造をもとに、立体構造と重金属特異性の関連性について解析を行う。得られた情報をもとに、遺伝子改変を行ったPCSを用いて種々の重金属による活性化の強さを比較評価することにより、様な重金属を検出可能なPCSの作成を行う予定である。さらに、これまでの成果をもとに反応条件の検討を行い、高感度かつ多様な有害重金属の検出が可能な実用性の高いセンサー素子の作成を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成31年度は6月末まで研究を中断したので、次年度使用額が発生した。平成31年度には平成30年度に実施しなかった実験を行う予定としているため、平成30年度に使用する。
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