再構成膜(二分子膜)を用いた生体電子伝達システムの電極上での構築とその機能解明

使用重构膜（双层膜）在电极上构建生物电子传输系统并阐明其功能

• 批准号: 03236234
• 负责人: 中嶋 直敏
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Nagasaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03236234/
• 关键词: 生体電子移動; チトクロム酸化酵素; 再構成膜; 再構成膜電極; チトクロムC; サイクリックボルタンメトリ-; 電気化学測定

チトクロム酸化酵素は、ミトコンドリア内膜の呼吸鎖における生体電子伝達系の末端に位置し、還元型チトクロムCより電子を受けとり酸素の水への還元を触媒する重要な膜酵素である。ここでは、この酸化酵素を含む再構成膜を作成し、これを金属電極上に吸着させ、電気化学的手法でその機能を解明することを目的として研究を行い以下の成果を得た。まず、末端にチオ-ル基をもつ新規化合物1__〜および2__〜を合成した。チトクロム酸化酵素はウシ心臓より硫安分画と透析の繰り返しにより抽出・精製した。次に、1__〜、2__〜あるいはオクタデシルメルカプタンを5モル%を生体脂質(ジオレオイルフォスファチジルコリン、ジオレオイルフォスファチジルエタノ-ルアミン)と混合し、コ-ル酸ミセル法により酸化酵素を含む再構成膜を作成した。再構成膜の電極の固定化は、上述の再構成膜作成時にメンブレンチュ-ブ内に中に入れる方法で行った。2日間の透析後、電極を取り出し、空気に触れることなく、電気化学セルに固定し、サイクリックボルタンメトリ-(CV)及びディファレンシャルパルスボルタンメトリ-にて電子移動挙動を調べた。CVでは速い走引速度では、ピ-クは現れないが、5mV/秒以下のスキャンでは、0.1V(対SCE)近傍に明確なピ-クが観測された。酸化酵素を含まないコントロ-ル実験では、全くファラデ-電流は見られなかったことより、CVのピ-クは、酸化酵素の電極による環元電流と考えられる。チトクロムCと電極に固定化された酸化酵素の相互作用、メルカプタン化合物の影響など詳細な検討を続けている。

The enzyme is an important membrane enzyme that catalyzes the reduction of intracellular acids and their metabolites at the end of the electron transport system in organisms. The following results have been obtained from the study on the formation and electrochemistry of these enzymes. New compounds 1_~~ The enzyme is extracted and purified from the serum. Next, 1_~, 2_~, 3_~, 4_~, 5_ %, 5_ %, 6_ %, 7_ %, 8_ %, 10_ %, 10_ The electrode immobilization of the reconstituted film is carried out by a method for preparing the reconstituted film. 2. During the day after dialysis, the electrodes are removed, the air is exposed, the electrochemistry is fixed, the CV and the electron mobility is modulated. CV is the speed at which the lead is driven. 5mV/s or less is the speed at which the lead is driven. 0.1 V (SCE) is the near-term speed at which the lead is driven. Acidifying enzyme contains a ring current, a whole ring current, and an acidifying enzyme electrode. The interaction of acidifying enzymes and the effects of different compounds on the immobilization of C and C electrodes are discussed in detail.

项目成果

N.Nakashima,K.Masuyama,M.Mochida,M.Kunitake,O.Manabe: "Regulation of a Electron Transfer Reaction of a Flavin Incorporated into Synthetic Lipid Films on Electrodes Based on Phase Transition of Molecular Bilayers" J.Electroanal.Chem.

N.Nakashima、K.Masuyama、M.Mochida、M.Kunitake、O.Manabe：“基于分子双层相变的电极上合成脂质膜中黄素的电子转移反应的调节”J.Electroanal.Chem

N.Nakashima,C.Nakamura,T.Hiraishi,O.Manabe,K.Yoshizuka: "Crystallization of TwoーDimensional Chromophore Arrays in Aqueous Chiral Bilayer Membranes" Chem.Lett.73-76 (1992)

N.Nakashima、C.Nakamura、T.Hiraishi、O.Manabe、K.Yoshizuka：“水性手性双层膜中二维发色团阵列的结晶”Chem.Lett.73-76 (1992)

M.Kunitake,K.Nasu,N.Nakashima,O.Manabe: "Transmembrane Electron Transfer through a LangmuirーBlodgett Monolayers of a "Molecular Wire"Electroactive Amphiphile on a Gold Electrode" Chem.Lett.

M.Kunitake、K.Nasu、N.Nakashima、O.Manabe：“通过金电极上的“分子线”电活性两亲物的 Langmuir-Blodgett 单分子层进行跨膜电子转移”Chem.Lett。

M.Kunitake,S.Kawahara,N.Nakashima,O.Manabe: "Transmembrane Rectified Electron Transfer Through Electroactive UltraーThin Films on Gold Electrodes" J.Electroanal.Chem.309. 341-345 (1991)

M.Kunitake、S.Kawahara、N.Nakashima、O.Manabe：“通过金电极上的电活性超薄膜进行跨膜整流电子转移”J.Electroanal.Chem.309 (1991)。

N.Nakashima,S.Wake,T.Nishino,M.Kunitake,O.Manabe: "Regulated Electron Transfer Reaction of a Ferrocenebearing synthetic libid on an Electrode Based on Phase Transition of the Bilayer" J.Electrochem.Soc.,.

N.Nakashima，S.Wake，T.Nishino，M.Kunitake，O.Manabe：“基于双层相变的电极上二茂铁合成力的调节电子转移反应”J.Electrochem.Soc.，。