リン酸基を有する生体分子の金属酸化物基板上での配向集積化と超構造形成への展開

金属氧化物基质上生物分子与磷酸基团的定向整合及上层建筑形成的发展

• 批准号: 07241247
• 负责人: 篠原 寛明
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07241247/
• 关键词: 配向集積化; リン酸基化合物; 金属酸化物表面; フラビン補酵素; TiO_2薄膜電極; 界面電子移動

本年度は酸化還元酵素の活性部位として重要なリン酸基化合物であるフラビン補酵素分子の金属酸化物表面における配向集積化と界面電子移動能について詳しい特性検討を行い、次のような成果を得ることができた。(1)フラビン補酵素のTiO_2をはじめとする金属酸化物への吸着特性の検討種々の金属酸化物微粉末へのFMN、FAD、リボフラビンの吸着について吸着時の平衡濃度と吸着量の関係やpH依存性を調べた。その結果例えばアナタ-ス型TiO_2微粉末では、フラビン補酵素がリン酸基部位で配向して単分子層吸着することを示した。またルチル型TiO_2、Al_2O_3などでもフラビン補酵素の配向吸着を示唆する結果を得た。これらの金属酸化物表面にフラビン補酵素が配向吸着することを見い出し、特性を明らかにしたのは本研究が最初である。(2)TiO_2薄膜電極へのフラビン補酵素の配向集積化と界面電子移動特性の検討Ti基板を大気酸化、湿式酸化あるいは陽極酸化する方法およびSnO_2蒸着ガラス基板上にゾル-ゲル法でTiO_2薄膜を形成させる方法を用いてTiO_2薄膜電極を作製した。この電極表面にフラビン補酵素を吸着させ、サイクリックボルタンメトリー法によって電極基板と吸着した補酵素との間の電子移動について検討した。ゾル-ゲル法、大気酸化法、湿式酸化法で作製したTiO_2薄膜上にFMNを吸着させた電極では、このフラビン補酵素とTiO_2との間で可逆的な界面電子移動が可能であり、吸着したフラビン補酵素の酸化還元状態を電位制御できることを明らかにできた。またその電子移動速度の解析からやはり補酵素のリン酸基部位での配向集積化を支持する結果を得ることができた。

This year, the active site of acid-reducing enzyme and the important acid-based compound were studied in detail, and the results were obtained. (1)A Study on Sorption Characteristics of Metal Acid-containing Micropowder by FMN, FAD, TiO_2 and pH Dependence of Metal Acid-containing Micropowder The results show that TiO_2 micropowders are highly sensitive to the acid group orientation and molecular layer adsorption. The results show that the orientation of TiO_2 and Al_2O_3 is different from that of TiO_2 and Al_2O_3. The surface properties of these metal acids were investigated for the first time in this study. (2)TiO_2 thin film electrode was prepared by the method of preparing TiO_2 thin film electrode on Ti substrate by high oxidation, wet oxidation, anodic oxidation and SnO_2 evaporation. The electrode surface is covered with a layer of carbon dioxide, and the electrode substrate is covered with a layer of carbon dioxide. The adsorption of FMN on TiO_2 thin films by different methods, such as wet acidification and high temperature acidification, is possible due to the reversible electron transfer between FMN and TiO_2. The analysis of the electron movement velocity of the enzyme and the alignment of the amino acid site support the results.

项目成果

H.Shinohara: "Nanospace interface for the electrochemical communication between redox-ective biomolecules and metal oxide electrodes" Proceedings of the conference Smart Materials Technologies. 2716(in press). (1996)

H.Shinohara：“氧化还原生物分子和金属氧化物电极之间电化学通信的纳米空间接口”智能材料技术会议论文集。