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2012 年度 実施状況報告書

タンパク質の凝集や失活を防ぐ高分子アディティブの開発

研究課題

研究課題/領域番号 23550189
研究機関筑波大学

研究代表者

白木 賢太郎  筑波大学, 数理物質系, 准教授 (90334797)

キーワードタンパク質 / 凝集 / 高分子 / 溶液添加剤
研究概要

荷電相補性高分子アディティブであるポリアリルアミンおよびポリアクリル酸と、タンパク質であるリゾチームおよびリボヌクレアーゼの複合体の構造を、円偏光二色性および蛍光分光によって調べた。その結果、高分子アディティブとこれらモデルタンパク質との複合体は構造に変化がないことを確認できた。さらに、高濃度の塩を加えることで高分子アディティブをタンパク質から解離させたときの残存活性と立体構造を円偏光二色性および蛍光分光によって調べた。その結果、いずれの酵素も残存活性が残っており、立体構造も変化しないことがわかった。
さらに、ここで確立した系を用いて、モデルタンパク質から産業酵素への展開をはかった。糖質関連に広く用いられる産業酵素であるαーアミラーゼやβーガラクトシターゼに対して、モデルタンパク質と同様に高分子アディティブが結合するかを調べた。その結果、これらの酵素の立体構造を変化させずに高分子アディティブが結合できることがあきらかになった。興味深いことに、プロテアーゼであるキモトリプシンに高分子アディティブを加えると、活性が増加するという現象があきらかになってきた。この現象は産業展開にも有利な現象である。分子機構はまだ明らかにできていないが、おそらく高分子アディティブと基質との静電的な相互作用によって、基質のキモトリプシンの触媒中心にあるみかけの濃度が高まったことによるという仮説が成りたつ。今後、研究を深めていきたいと考えている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

タンパク質・高分子アディティブ複合体の形成に成功した。さらに形成させた構造はネイティブ構造を保っており、活性が残っていた。さらには活性がインタクトのものよりも増加するという現象も見つかってきた。

今後の研究の推進方策

高分子アディティブとタンパク質の複合体の活性がきわめて増加するという現象をさらに深めるために、酵素の種類および基質の性質を定量的に変化させて原理を明らかにする。そのとき基材表面での酵素活性の残存および、基材からの回収についても想定しておく。

次年度の研究費の使用計画

該当なし。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Adsorption and disruption of lipid bilayers by nanoscale protein aggregates2012

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Hirano, Hiroki Yoshikawa, Shuhei Matsushita, Yoichi Yamada, and Kentaro Shiraki
    • 雑誌名

      Langmure

      巻: 28 ページ: 3887-3895

    • DOI

      DOI:10.1021/la204717c

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved Complementary Polymer Pair System : Switching for Enzyme Activity by PEGylated Polymers2012

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Kurinomaru, Shunsuke Tomita, Shinpei Kudo, Sumon Ganguli, Yukio Nagasaki, and Kentaro Shiraki
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 28 ページ: 4334-4338

    • DOI

      DOI:10.1021/la2043312

    • 査読あり
  • [学会発表] ポリスチレン表面へのタンパク質の吸着とアルギニンによる吸着の抑制2012

    • 著者名/発表者名
      志喜屋惟、冨田峻介、白木賢太郎
    • 学会等名
      第85回日本生化学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡)
    • 年月日
      20121214-20121216
  • [学会発表] Superactivation of α-chymotrypsin by poly(allylamine)2012

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Kurinomaru, Shunsuke Tomita, and Kentaro Shiraki.
    • 学会等名
      第12回日中韓酵素工学会議
    • 発表場所
      金沢エクセルホテル東急(石川)
    • 年月日
      20120528-20120531

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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