ウイルス保護材料多角体結晶を用いた新型多孔性材料の合成

今年の研究の進歩状況は、計画通りに進んでいます。私たちの研究グループは、多角体というタンパク質の結晶を用いて、新型の多孔性材料の創成を目指しています。多角体は、cytoplasmic polyhedrosis virusという昆虫ウイルスが感染した昆虫細胞内に合成され、メゾサイズの結晶となります。この結晶は、従来のタンパク質の結晶とは違い、非常に高い安定性を持ち、有機溶媒やpHへの高い耐性があります。また、多角体の結晶は高い対称性を有する集合構造を持ち、固体材料の分子基盤としても有効利用が可能です。私は、多角体結晶を用いて新しい固体材料のテンプレートとするために、遺伝子工学の技術を用いて、多角体に変異を導入しました。この変異は、多角体の単量体のループを短縮し、結晶内部の空間を拡大するものです。それにより、結晶内部に新たなナノスケールのチャネルが形成されると期待できます。このチャネルの存在は、X線結晶構造解析により確認しました。その結果、変異多角体の結晶は小分子の吸着能力が向上すると期待できます。このような多角体変異体を用いて、機能分子を導入することや、タンパク質の吸着材料となり、金属イオンの蓄積やガス分子の吸着することが可能となります。また、多角体結晶には外来タンパク質の導入も可能であり、外来蛋白質としてミオグロビンを導入することに成功し、CO2の結合も確認しました。

今年の研究の進歩状況は、計画通りに進んでいます。私たちの研究グループは、多角体というタンパク質の結晶を用いて、新型の多孔性材料の創成を目指しています。多角体は、cytoplasmic polyhedrosis virusという昆虫ウイルスが感染した昆虫細胞内に合成され、メゾサイズの結晶となります。この結晶は、従来のタンパク質の結晶とは違い、非常に高い安定性を持ち、有機溶媒やpHへの高い耐性があります。また、多角体の結晶は高い対称性を有する集合構造を持ち、固体材料の分子基盤としても有効利用が可能です。私は、多角体結晶を用いて新しい固体材料のテンプレートとするために、遺伝子工学の技術を用いて、多角体に変異を導入しました。この変異は、多角体の単量体のループを短縮し、結晶内部の空間を拡大するものです。それにより、結晶内部に新たなナノスケールのチャネルが形成されると期待できます。このチャネルの存在は、X線結晶構造解析により確認しました。その結果、変異多角体の結晶は小分子の吸着能力が向上すると期待できます。このような多角体変異体を用いて、機能分子を導入することや、タンパク質の吸着材料となり、金属イオンの蓄積やガス分子の吸着することが可能となります。また、多角体結晶には外来タンパク質の導入も可能であり、外来蛋白質としてミオグロビンを導入することに成功し、CO2の結合も確認しました。