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生分解性高分子材料の分解寿命制御技術の開発の一環として、本研究では材料表面への分解酵素の吸着メカニズムの解明を目指している。原子間力顕微鏡(AFM)探針表面に分解酵素を固定化することで分解酵素をプローブとして用い、バイオポリエステル表面との微小な吸着力を直接測定する新規検出法を構築している。
本年度は、分解酵素としてRalstonia pickettii T1由来のPHB分解酵素、基質材料としてポリ[(R)-3-ヒドロキシブタン酸](P(3HB))とポリ(L-乳酸)(PLLA)を用い、(1)AFM法による吸着力測定、ならびに(2)表面プラズモン共鳴法(SPR)による速度論解析の観点から相互作用評価を行った。AFM探針の荷重速度をいろいろと変えながら吸着破断力を測定することで(動的分子間力分光法)、分解酵素と高分子という二分子間距離に対する吸着力のポテンシャルエネルギーを初めて明らかにした。これはSPRによる速度論解析とも良い一致が認められた。また、他の合成高分子表面を基質として用い同様の実験を行うことで、P(3HB)やPLLAなどの生分解性高分子に対するR.pickettii T1由来のPHB分解酵素の吸着特異性も明らかにした。一方でAFMによる吸着破断力測定法の最適化(固定化法の改善や非特異的吸着成分の排除等)も同時に進め、水溶液中への界面活性剤の導入による効果、さらには分解酵素の新規固定化法の開発(新規プローブの開発)を目的に探針表面と酵素分子とをリンクする分子の合成も行っている。
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