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Development of new bioseparation material aiming at both suppression of surface contamination and repair of biomolecules

开发新型生物分离材料，旨在抑制表面污染和修复生物分子

基本信息

批准号：
21H01692
负责人：
島内寿徳
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は(1)タンパク質の二次元拡散性に基づく構造修復動作、(2)成長相の選択律、(3) タンパク質配向性に対する動的ナノ空間の寄与、を検討した。(1)ウシ炭酸脱水酵素（CAB)を用いて、脂質膜やリン脂質ポリマー膜上での構造修復過程を検討した。１分子追跡法により、CABが低拡散状態と高拡散状態を断続的に繰り返しながら、高拡散状態のときにランダムに膜から脱離する過程が観察された。タンパク質の二次元拡散性とその構造状態とを比較した結果、低拡散状態は主に変性状態（構造が壊れれた状態）、高拡散性状態は天然状態（構造が回復した状態）に対応していることが分かった。これは前年度の成果と合致するものであった。それゆえ、構造が壊れたCABが膜上で構造を断続的に変性⇔天然状態の遷移を繰り返しながら、天然状態の際に膜界面から脱離することが分かった。そのきっかけはエントロピー推進であることも示唆された。(2)タンパク質の分子内水素結合が安定であれば、成長相として天然状態、結晶状態、もしくはアモルファス状態が選ばれた。これらの相の選択律は過飽和度（＝界面での実行濃度と溶解度との差）に依存しており、急激な過飽和度の増大によりアモルファス状態が選ばれやすいことも明らかになった。一方、分子内水素結合が不安定なタンパク質は過飽和状態になった場合、まずアミロイドが成長相として出現することが分かった。このように、成長相の選択には対象タンパク質の分子内水素結合安定性と過飽和度が鍵になっていることが分かった。(3)液体秩序相と液体無秩序相に相分離する膜では、CABやリゾチウムが相境界に優先的に配向することを可視化できた。また、糖鎖脂質は液体無秩序相から固相に相分離する形で糖鎖脂質の領域を形成する。この場合、CABやリゾチウムは固相に優先的に配向した。これらの状態では成長相は(2)に従い選択されることが分かった。

This year, we will discuss (1) the fundamental structural repair action of the two-dimensional dispersion of the material,(2) the selection law of the growth phase,(3) the spatial distribution of the material alignment, and (4) the structural repair action. (1)To investigate the structural repair process of lipid membrane by using CAB. 1. The molecular tracing method is used to observe the process of CAB from low dispersion state to high dispersion state to high dispersion state. The structural state of the two-dimensional dispersion is compared with the structural state of the low-dispersion state and the structural state of the high-dispersion state. The results of the previous year For example, the structure of CAB is different from the structure of CAB. The structure of CAB is different from that of CAB. The structure of CAB is different from that of CAB.そのきっかけはエントロピー推进であることも示唆された。(2)The molecular structure of the compound is stable, the growth phase is stable, the crystalline state is stable, and the crystalline state is stable. The phase selection law depends on the supersaturation (= difference between the actual concentration and solubility at the interface) and the increase of the supersaturation. In one case, intramolecular water binding is unstable, and in the case of supersaturation, the growth phase occurs. The growth phase is selected from the group consisting of the following components: (3)Liquid phase separation and liquid phase separation, CAB, CAB In addition, the formation of glycide-locked lipid domains is due to the disorder of liquid phase and the separation of solid phase. In this case, CAB supports the alignment of solid phase preference. The state of the game is growing.(2) The game is growing.