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2023 年度 実績報告書

複合タンパク質結晶による人工光合成システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 22KF0138
配分区分基金
研究機関東京工業大学

研究代表者

上野 隆史  東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (70332179)

研究分担者 PAN TIEZHENG  東京工業大学, 生命理工学院, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
キーワード人工光合成 / FDH / 多角体 / 細胞内タンパク質結晶 / 固体バイオ触媒
研究実績の概要

外来酵素としてのFDHのPhCへの組込みと最適化を行なった。具体的には、野生型Bombyx mori CPV多面体モノマー(PhM)を、連結した中空スペースを形成する残基欠損変異体へと工学的に変換した。PhCの多孔性ネットワークを拡張することによって高い外来分子内包化能を実現しました。次に、カプセル化のためのシグナルタグとして、PhMのN末端の30残基からなるヘリックスであるH1に、外来酵素FDHを融合させた。最後に、PhMとH1-FDHを大腸菌で共発現・共結晶化し、H1-FDHを含む多面体変異体結晶を形成した。その結果、ハイブリッドタンパク質結晶の工学的作製が可能となり、天然のFDHと有機光増感剤エオシンYの両方をカプセル化することに成功し、人工光合成用のハイブリッド固体触媒を実現した。この細胞内共晶化により、FDHの精製も容易となり、固定化後も遊離酵素と比較して高い
触媒活性を維持することができました。また、PhCsの多孔質構造により、エオシンYに浸漬することで、カスケード反応による人工光合成活性を付与することが実現した。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 その他

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] In-Cell Engineering of Protein Crystals into Hybrid Solid Catalysts for Artificial Photosynthesis2023

    • 著者名/発表者名
      Pan Tiezheng、Maity Basudev、Abe Satoshi、Morita Taiki、Ueno Takafumi
    • 雑誌名

      Nano Letters

      巻: 23 ページ: 6744~6751

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.3c02355

  • [学会発表] In-Cell Engineering of Protein Crystals into Hybrid Solid Catalysts for Artificial Photosynthesis2023

    • 著者名/発表者名
      Pan, T.; Abe, S.; Ueno, T.
    • 学会等名
      72nd Symposium on Macromolecules
  • [学会発表] In-Cell Engineering of Protein Crystals into Hybrid Solid Catalysts for Artificial Photosynthesis.2023

    • 著者名/発表者名
      Pan, T.; Maity, B.; Abe, S.; Ueno, T.
    • 学会等名
      The 103rd Chemical Society of Japan Annual Meeting
  • [備考] 上野研究室

    • URL

      https://www.ueno.bio.titech.ac.jp/

  • [備考] 半分天然、半分人工の固体光合成材料を開発

    • URL

      https://www.titech.ac.jp/news/2023/067205

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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