生体機能膜倣型マイクロバイオチップの設計・開発とプロテオーム解析への応用

生物功能模拟膜微生物芯片的设计与开发及其在蛋白质组分析中的应用

• 批准号: 14655310
• 负责人: 久保井 亮一
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14655310/
• 关键词: リポソーム; ストレス応答センサ; メンブレンストレスバイオテクノロジー; タンパク質; 構造異常; アミロイドーシス; プロテオーム解析; ナノバイオチップ; マイクロバイオチップ; ストレスセンサ; 人工シャペロン; 分子間相互作用; 自己組織化

本申請課題では、生体素子(分子シャペロン・酵素など)・生体模倣素子(人工シャペロンなど)のストレス(刺激)応答特性に関する知見に基づいて,それらをモデル細胞(リポソーム・逆ミセルなど)の界面に複合化・集積化した『複合集積型ナノバイオファクトリー』を構築する事を目的とする.さらには,申請者らが検討を進めている,マイクロヒータアレイ作成技術,および,リポソーム固定化技術を利用する事により,複数のナノバイオファクトリーをアレイ化したマイクロバイオチップを作成し,プロテオーム解析ツールとしての可能性について検討する事を目的とする.平成15年度においては,以下の項目について検討してきた.1.リポソームを用いたマクロバイオチップの開発 リポソーム固定化技術を利用して,電極表面上に電解質封入リポソーム(センサ素子)を固定化した.また,変性タンパク質に伴う電解質漏出を電気化学的計測法に基づいて検出することに成功した.さらに検出値は脂質組成や高分子(キトサンなど)修飾に依存する事がわかった.以上の知見に基づいてストレス条件下における生体高分子-モデル細胞膜間相互作用ダイナミクスのオンライン計測が可能である事を示した.2.プロテオーム解析ツールとしての利用 電気化学的手法で得られた検出値を多変量解析によりパターン解析した結果,タンパク質の構造状態を分離・検出する事が可能であった.また,原理の異なるセンサ(導電性高分子膜や誘電分散解析法)と併用する事により,同様の結果を得られプロテオーム解析への応用の可能性が示された.以上の知見を総合し,モデル細胞膜を固定化したセンサ電極をプラットホームとしたマイクロバイオチップの構築するための指針を明らかにして.また,電気化学的計測法などと併用する事によりタンパク質のストレス応答挙動を高感度で検出可能であり,プロテオーム解析ツールとして利用が可能であることが示された.

The subject of the present application is to establish a framework for understanding the response characteristics of bioelements (molecules, enzymes) and biomimics (artificial molecules), and to construct a complex aggregation model for the interface of bioelements (molecules, enzymes) and biomimics (artificial molecules). In addition, the applicant's investigation and discussion progress, including the preparation technology, the use of the immobilization technology, the possibility of a plurality of applications, the preparation technology, the analysis technology, the application technology, and the purpose of the investigation and discussion. The following items were discussed in the first half of 2015:1. Immobilization of electrolyte on the electrode surface by using the immobilization technology. The measurement of electrolyte leakage by electrochemical method was successful. The lipid composition of the polymer is dependent on the modification of the lipid composition. The above results show that it is possible to measure the interaction between biological polymers and cell membranes under the basic conditions. 2. The analysis of biological polymers and cell membranes by electrochemical methods. The principle is different from that of the conductive polymer film and the inductive dispersion analysis method, and the possibility of using the same results to obtain the analytical solution is shown. The above findings are combined to make it clear that the cell membrane is immobilized and the electrode is constructed. Electrochemical measurement methods are used to detect the possibility of high sensitivity, high sensitivity and high sensitivity.

项目成果

鄭: "ケミカルエンジニヤリング"ストレス応答型バイオプロセスのためのストレスセンサの開発. 4 (2002)

郑：《化学工程》压力响应生物过程的压力传感器的开发4（2002）。

島内: "分離技術"タンパク質の構造異常化によるストレス誘導型アミロイドーシス. 5 (2002)

Shimauchi：“分离技术”由于蛋白质结构异常而引起的应激性淀粉样变性5（2002）。

M.Yoshimoto et al.: "Enhancement of Apparent Substrate Selectivity of Proteinase K Encapsulated in Liposomes through a Cholate-Induced Alteration of the Bilayer Permeability"Biotechenol.Bioeng.. 85・2. 222-233 (2004)

M. Yoshimoto 等人：“通过胆酸盐诱导的双层渗透性改变，增强脂质体中蛋白酶 K 的表观底物选择性” Biotechenol.Bioeng.. 85・2 (2004)。

H.-S.Jung et al.: "Novel Fabrication of Conducting Polymers Contained Micro-Array Gas Sensitive Films Using a Micromanipulation Method"Electroanalysis. 15・18. 1453-1459 (2003)

H.-S.Jung 等人：“使用显微操作方法制备含导电聚合物的微阵列气敏薄膜”15・18 (2003)。

M.Yoshimoto et al.: "Preparation and Characterization of Reactive and Stable Glucose Oxidase-Containing Liposomes Modulated with Detergent"Biotechnol.Bioeng.. 81・6. 695-704 (2003)

M. Yoshimoto 等：“用洗涤剂调制的含有反应性和稳定葡萄糖氧化酶的脂质体的制备和表征”Biotechnol.Bioeng.. 81・6 (2003)。