鋳型高分子を用いたタンパク質アレイの創製と高次構造の制御

天然に学び天然を超えるバイオマテリアルの創出を目的として、遺伝子工学や有機化学的手法を駆使したタンパク質の機能化に関する研究が広く行われている。中でもタンパク質一高分子複合体の調製は、安定性、刺激応答性、触媒能など、両者の特性を融合可能な技術である。本研究では、順序や数を規定して複数個のタンパク質を集合化させる為の手法として、タンパク質一高分子複合体に着目した。「鋳型高分子を用いたタンパク質アレイの創製と高次構造の制御」を通じて、バイオデバイス、医療材料、触媒等の有用なバイオナノマテリアルへの応用に向けて、本年度は以下の項目を実施した。(1)ミオグロビンダイマーを架橋点とした高分子-タンパク質複合体ゲルの調製と評価遺伝子工学的手法により調製したアポミオグロビンダイマーと、ヘムを修飾したポリアクリル酸が、緩衝溶液中で自己集合する事により、マイクロゲルを形成することを明らかとした。配位子吸着能の評価から、ゲル中においてもタンパク質の4次構造を保持していることが明らかとなった。(2)ミオグロビンを用いた燃料電池用カソード触媒の調製と評価ミオグロビンを窒素雰囲気下にて焼成する事により得られたカーボン材料が、酸素還元触媒として機能することを明らかとした。カーボンブラックやカーボンナノチューブ等の電気伝導性を示すカーボン材料と複合化させる事により、更なる触媒能の向上が観測され、燃料電池用カソード触媒への展開が示された。

天然に学び天然を超えるバイオマテリアルの創出を目的として、遺伝子工学や有機化学的手法を駆使したタンパク質の機能化に関する研究が広く行われている。中でもタンパク質一高分子複合体の調製は、安定性、刺激応答性、触媒能など、両者の特性を融合可能な技術である。本研究では、順序や数を規定して複数個のタンパク質を集合化させる為の手法として、タンパク質一高分子複合体に着目した。「鋳型高分子を用いたタンパク質アレイの創製と高次構造の制御」を通じて、バイオデバイス、医療材料、触媒等の有用なバイオナノマテリアルへの応用に向けて、本年度は以下の項目を実施した。(1)ミオグロビンダイマーを架橋点とした高分子-タンパク質複合体ゲルの調製と評価遺伝子工学的手法により調製したアポミオグロビンダイマーと、ヘムを修飾したポリアクリル酸が、緩衝溶液中で自己集合する事により、マイクロゲルを形成することを明らかとした。配位子吸着能の評価から、ゲル中においてもタンパク質の4次構造を保持していることが明らかとなった。(2)ミオグロビンを用いた燃料電池用カソード触媒の調製と評価ミオグロビンを窒素雰囲気下にて焼成する事により得られたカーボン材料が、酸素還元触媒として機能することを明らかとした。カーボンブラックやカーボンナノチューブ等の電気伝導性を示すカーボン材料と複合化させる事により、更なる触媒能の向上が観測され、燃料電池用カソード触媒への展開が示された。