高親水性ポリマーモノリスの開発と分子鋳型法によるタンパク質分離への応用

高亲水性聚合物整体的开发及其在分子模板法蛋白质分离中的应用

基本信息

批准号：
18685009
负责人：
久保拓也
金额：
$ 8.07万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度までの報告において,高親水性を有する新規分離媒体として,水溶性架橋剤を用いるモノリス型カラムが有効であることを示した,しかしながら,昨年までの結果では,機械的強度の問題から実用に耐えうるカラムの作成が困難であった.そこで,本年度は水溶性架橋剤の種類をいくつか試すと共に,キャピラリー型カラムを適用することで,実使用に耐えうるカラムの調製,評価を行った.その結果,完全水系での使用に耐えうるカラムの作成が可能となり,さらに,核酸塩基,いくつかのタンパク質といった生体関連物質の分離が達成された.次に本研究のもう一つの課題である,タンパク質の選択的分離については,まず,低分子に対する新たな概念を提唱した.従来の分子インプリント法では,構造柔軟性の高い物質には適用が困難であるとされており,柔軟な構造を有するターゲット物質に対しての新たな手法が求められている.そこで,ドウモイ酸と呼ばれる麻痺性貝毒をターゲットとして,三次元構造認識に起因する選択的認識能を評価した.その結果,単純な構造の鋳型分子を用いた場合でも,三次元的に官能基を認識することが示唆された.コンピュータモデリングの支持により,この認識はターゲット物質の構造変化が寄与していることが示唆された.つまり,ターゲット物質の構造変化に伴うエネルギーよりも,認識部位に取り込まれる安定化エネルギーの方が高い場合には,認識部位においてターゲット物質の構造変化が起こり,結果的に高い認識能となることが示された.この結果は,構造柔軟性を有するタンパク質をターゲットにした場合には非常に重要な現象であり,この概念を基に,水溶性の架橋剤を基材とたタンパク質インプリントポリマーを調製し,評価を行った.その結果,タンパク質インプリントにより調製した分離媒体を評価した結果,わずかではあるが選択的な分子認識能が確認された.上記,本研究で得られた結果では,当初の研究目的であるモノリス型カラムと選択的タンパク質分離の双方を融合するには至っていない.それぞれの有効性を示すことができたため,今後,二つの技術を組み合わせることで,更なる発展を遂げる研究テーマになると考えられる.

在去年的一份报告中，我们显示使用水溶性交联的单片柱是有效的，作为具有高亲水性的新分离培养基。但是，直到去年的结果表明，由于机械强度的问题，很难创建可以承受实际使用的列。因此，今年我们测试了几种类型的水溶性交联剂，并应用毛细管型柱，我们准备了可以承受实际用途的柱子。结果，可以创建可以承受完整水系统的列，此外，我们还发现核碱基和某些蛋白质。已经实现了与地壳等生物学相关物质的分离。接下来，关于蛋白质的选择性分离，这是本研究的另一个问题，我们首先提出了针对小分子的新概念。传统的分子烙印方法被认为很难应用于高度柔性物质，并且需要具有柔性结构的目标物质的新方法。因此，我们评估了由三维结构识别引起的选择性识别能力，该识别靶向一种瘫痪的贝类毒药，称为domoic酸。结果，我们发现使用了简单的结构模板分子的场。在这种情况下，建议可以三维识别官能团。对计算机建模的支持表明，目标材料的结构变化有助于这种识别。换句话说，当在识别位点上采用的稳定能量高于与目标材料的结构变化相关的稳定能时，目标材料的结构变化发生在识别位置上，从而产生高识别能力。当靶向具有结构柔韧性的蛋白质以及该近似概述时，该结果是一个非常重要的现象。根据这种情况，制备并评估了蛋白质烙印聚合物，并在基础上进行水溶性交联剂。结果，评估了由蛋白质印记制备的分离培养基，并确认有识别分子识别的轻微但选择性的能力。上面的研究中获得的结果并未融合整体型柱的原始研究目标和选择性蛋白质分离。随着每一种的有效性得到证明，人们认为，通过将这两种技术结合在一起，它将成为一个研究主题，将进一步发展。