疎水性指標を用いた水性2相系におけるタンパク質分配係数の推定法

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バイオテクノロジーにおける分離・精製法として水性二相分配法が注目されている。水性二相分配法による分離プロセスを設計する際には、水性二相分配系液液平衡と分離目的物質の分配係数は基礎データとして非常に重要となる。そこで、デキストラン(DEX)とポリエチレングリコール(PEG4000)からなる水性二相分配系液液平衡を、DEX分子量を4種類変えて測定した。その際、ポリマー系の液液平衡で重要となる、相分離後の上下両相のポリマー分子量分布についても測定した。DEXの分離量は、数平均分子量18800〜191000の範囲で4種類変えて、測定を行った。測定温度は20℃で、ポリマー組成と分子量分布の測定にはサイズ排除クロマトグラフィーを用いた。分子量分布の測定結果から、分子量分布の広いDEXは上下両相でポリマーの分別が生じていることが確認された。また、代表的な加水分解酵素である、alpha-アミラーゼ、beta-アミラーゼおよびグルコアミラーゼの分配係数を、20℃で、上述の水性二相分配系において測定した。分配係数は同類のアミラーゼであっても各酵素ごとに異なることが示された。さらに、経験的に相互作用項を改良した、修正Flory-Huggins式を用いて測定データの相関を行った。相互作用パラメータにポリマー分子量依存性を、相互作用項にはランダム混合からの偏倚を考慮するパラメータを、それぞれ経験的に導入した。DEXの分子量分布を分布関数を用いて近似し、連続熱力学の手法を用いて相平衡計算を行った。相互作用パラメータを最適化することにより、分子量の種々異なるデキストラン-ポリエチレングリコールからなる水性二相分配系液液平衡と、加水分解酵素の分配係数を良好に相関できた。液体クロマトグラフィーによる疎水性指標の測定については、測定条件、使用カラムを文献調査を行って検討し予備実験を行った。