無機層状半導体が形成する２次元層間に固定した酵素分子による高度光化学変換

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24750205
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 鎌田 海 長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90315284)
• 連携研究者: 宗 伸明 佐賀大学, 農学部, 准教授 (90336008)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 固定化酵素 / 層状物質 / 酸化物半導体 / インターカレーション / 光触媒

研究概要

本研究では無機層状半導体が形成する2次元層間に生体高分子触媒である酵素を固定し、層状半導体への光照射と引き続いて起こる酵素へのエネルギー移動により層間酵素の触媒能を制御するという、新規な光反応系を構築することを目的とした。単層剥離した層状半導体（酸化物）と酵素分子を適切なpHの水溶液中で混合すると、両者の静電的相互作用により自発的に酵素が層間に固定された。この複合物に紫外線を照射すると酵素活性の発現が見られ、紫外線強度と波長に応じて酵素活性が自在に調節可能な新規な無機―バイオ複合材料であることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Temperature Controlled Reversible Exfoliation - Stacking of Titanate Nanosheets in an Aqueous Solution Containing Tetraalkylammonium Ions (2014)
  • 著者名/発表者名: Kai Kamada、Nobuaki Soh
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: Vol.4、No.17 ページ: 8682-8685
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protective Effective of Ceria Nanoparticles on Photo - Oxidative Damage of DNA (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoko Fujita、Kai Kamada
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: Vol.122、No.2 ページ: 141-145
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visible–Light - Driven Enzymatic Reaction of Peroxidase Adsorbed on Doped Hematite Thin Films (2012)
  • 著者名/発表者名: Kai Kamada、Ayano Moriyasu、Nobuaki Soh
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: Vol.116、No.39 ページ: 20694-20699
  • 査読あり
• [雑誌論文] Soft Surface Modification of Layered Titanate for Biorecognition (2012)
  • 著者名/発表者名: Suguru Tsukahara、Nobuaki Soh、Kai Kamada
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: Vol.116、No.36 ページ: 19285-19289
  • 査読あり
• [雑誌論文] 酵素-層状セラミックス複合体の合成と融合機能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鎌田海、宗伸明
  • 雑誌名: 化学工業 巻: Vol.63、No.10 ページ: 39-42
• [学会発表] Visible–light - induced Enzymatic Reaction of Peroxidase Adsorbed on Hematite Thin Films (2013)
  • 著者名/発表者名: Kai Kamada、Nobuaki Soh
  • 学会等名: The 30th Japan–Korea International Seminar on Ceramics
  • 発表場所: 北九州国際会議場(北九州市小倉北区)
  • 年月日: 20131120-23
• [学会発表] Temperature Dependent Reversible Exfoliation–Stacking of Layered Titanates (2013)
  • 著者名/発表者名: Hisanori Kobayashi、Yu Fukuda、Kai Kamada
  • 学会等名: The 30th Japan–Korea International Seminar on Ceramics
  • 発表場所: 北九州国際会議場(北九州市小倉北区)
  • 年月日: 20131120-23
• [学会発表] 酵素-半導体半導体複合材料を利用した酵素反応の光制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鎌田海、宗伸明
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 信州大学(長野県長野市)
  • 年月日: 20130904-06
• [学会発表] 温度に依存した層状金属酸化物の積層-剥離挙動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鎌田海、小林寿範、福田友
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 信州大学(長野県長野市)
  • 年月日: 20130904-06
• [学会発表] Fluorescent Inorganic Titanate Layers as Bioaffinity Reaction Markers (2012)
  • 著者名/発表者名: Kai Kamada、Suguru Tsukahara、Nobuaki Soh
  • 学会等名: International Symposium on Rare Earths 2012 in Okinawa for the 30th Anniversary of The Rare Earth Society of Japan
  • 発表場所: 沖縄ハーバービューホテルクラウンプラザ(沖縄県那覇市)
  • 年月日: 20121107-09
• [学会発表] Layered Iron Titanate as a Physicochemically Stable Support for Hydrolase (2012)
  • 著者名/発表者名: Takaharu Ikeda、Suguru Tsukahara、Nobuaki Soh、Kai Kamada
  • 学会等名: 4th International Congress on Ceramics
  • 発表場所: Sheraton Chicago Hotel & Towers, Chicago, USA
  • 年月日: 20120715-19