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2007 年度 実績報告書

自己組織化単分子層を用いた細胞膜表面におけるアクチノイドの電子授受機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18360459
研究機関独立行政法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

大貫 敏彦  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究主席 (20354904)

研究分担者 香西 直文  日本原子力研究開発機構, 研究副主幹 (80354877)
坂本 文徳  日本原子力研究開発機構, 研究副主幹 (60391273)
鈴木 義規  日本原子力研究開発機構, 博士研究員 (20455281)
キーワード自己組織化 / 電気化学 / 酸化還元 / チトクロームC / ウラン / ソーレー帯
研究概要

地下環境におけるアクチノイドの化学状態を明らかにするためには、硫酸あるいは鉄を還元する微生物の細胞膜で起こっている還元機構を解明する必要がある。還元菌とUとの電子授受への膜タンパク質の関与する機構を解明するため、微生物の呼吸に関わる酵素を微生物などから抽出し、模擬細胞膜を作成し、Uなどのアクチノイドと作用させ、酸化還元を直接測定することから電子授受機構を解明する。18年度は、模擬細胞膜を用いる研究として、有機物単分子としてフェロセンを用い金表面に自発的に一分子層だけ配列させて自己組織化単分子層(SAM)を形成し、ウラン(VI)の還元に起因した電流を検知した。
19年度は、金薄膜上にチオール基を介して形成した有機酸単分子層に酵母由来のチトクロームCを付加させ、酸化還元電流を調べる実験、及びITO導波路上にチトクロームを付加させて酸化還元電流並びに吸光スペクトルを測定する実験を行った。その結果、チトクロームCを付加したSAM金薄膜電極では、チトクロームCの酸化還元に起因すると考えられる電流を検知できた。一方、チトクロームCを付加したITO電極では、チトクロームCの酸化還元に起因するピーク電流とともに吸光スペクトルで、チトクロームCのらソーレー帯(420nm)付近に明確な吸収ピークが検知できた。さらに、酸化電位及び還元電位でピークの波長が変化し、チトクロームCの酸化還元変化を捉えることに成功した。これらの結果から、有機単分子上に酸化還元酵素を付加させることに成功するとともに、電極とチトクロームの間の電子授受を捉えることに成功した。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Sorption of U(VI)on the 4-Mercaptopyridine Self-Assembled Monolaver2008

    • 著者名/発表者名
      Nankawa Takuya
    • 雑誌名

      J.Nuclear Science&Technology 44

      ページ: 251-256

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemical speciation anf association of plutonium with bacteria,kaolinite clay,and their mixture2007

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko Ohnuki
    • 雑誌名

      Environmental Science&Technology 41

      ページ: 3134-3139

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protein Expression of Saccharomyces cerevisiae in Response to Uranium Exposure2007

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Fuminori
    • 雑誌名

      J.Nucl.Radiochem.Sci. 8

      ページ: 133-136

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microbial Transformations of Plutonium2007

    • 著者名/発表者名
      Francis Arokiasamy
    • 雑誌名

      J.Nucl.Radiochem.Sci. 8

      ページ: 121-126

    • 査読あり
  • [学会発表] Adsorption of U(VI) on silica particles modified with functional groups2008

    • 著者名/発表者名
      Kozai Naofumi
    • 学会等名
      2008 MRS Spring Meeting
    • 発表場所
      SanFrancisco,USA
    • 年月日
      20080324-28
  • [学会発表] Association of actinides with microorganisms and clay2007

    • 著者名/発表者名
      Ohnuki Toshihiko
    • 学会等名
      Workshop on Long-term performance of smectitic clays embedding canisters with highly radioactive waste
    • 発表場所
      Lund,Sweden
    • 年月日
      20071128-1201
  • [学会発表] 希土類-有機酸錯体の微生物による分解2007

    • 著者名/発表者名
      大貫 敏彦
    • 学会等名
      2007年原子力学会秋の分科会
    • 発表場所
      北九州
    • 年月日
      20070900
  • [学会発表] 微生物と粘土鉱物の混合物へのPu(VI)の吸着2007

    • 著者名/発表者名
      大貫 敏彦
    • 学会等名
      2007年放射化学年会
    • 発表場所
      静岡
    • 年月日
      20070900
  • [学会発表] Modeling of the Interaction of Pu(VI) with the Moxture of Microorganism and Clay2007

    • 著者名/発表者名
      Toshihijko Ohnuki
    • 学会等名
      Migration'07
    • 発表場所
      Munchen,Germany
    • 年月日
      20070826-31
  • [学会発表] Analysis of Proteins Expressed in Saccharomyces cerevisiae Exposed by Uranium(VI)2007

    • 著者名/発表者名
      Fuminori Sakamoto
    • 学会等名
      Migration'07
    • 発表場所
      Munchen,Germany
    • 年月日
      20070826-31
  • [学会発表] Adsorption of Uranium(VI) on Silica Particles Modified with Protein2007

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Kozai
    • 学会等名
      Migration'07
    • 発表場所
      Munchen,Germany
    • 年月日
      20070826-31
  • [学会発表] Interactions of Heavy Elements with Microorganisms2007

    • 著者名/発表者名
      Toshihijko Ohnuki
    • 学会等名
      Goldschmitd 2007
    • 発表場所
      Cologn,Germany
    • 年月日
      20070819-26
  • [学会発表] Reduction of U(VI)by Shewanella putrefaciens in the presence of organic acids2007

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Yoshinori
    • 学会等名
      Goldschmitd 2007
    • 発表場所
      Cologn,Germany
    • 年月日
      20070819-26

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2012-09-28  

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