生体分子セルフアセンブリを利用した新規タンパク質複合ナノデバイスの構築

利用生物分子自组装构建新型蛋白质复合纳米器件

• 批准号: 12J04304
• 负责人: 松本 拓也
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J04304/
• 关键词: タンパク質修飾; ストレプトアビジン; 固定化酵素; セルラーゼ; Sortase A; バイオ燃料電池; 配向固定化; 同時固定化; SortaseA

本研究では、タンパク質の配向性をナノスケールで制御可能にする新しい修飾法に焦点を当てて、研究を推し進めてきた。前年度において、ストレプトアビジン(Stav)のC末端側にLPETG配列を付与した組み換えタンパク質を発現精製し、Sortase Aの反応機構を利用することで、Stavと目的タンパク質との複合体を形成することに成功した。また、Stavが元来もっビオチンとの強固な親和性を利用することで、Stavをタンパク質固定化の足場と考え、2種類のタンパク質を同時に固定化する手法の開発にも成功した。該当年度においては、本技術を応用し、エンドグルカナーゼおよびβ-グルコシダーゼの2種類のセルラーゼを同時固定化することで、セルロースを高効率に分解できる固定化酵素の調製を試みた。Stavを足場とすることで、一つの粒子に2種類のセルラーゼを同時に固定化することに成功した。調製した粒子は、別々の粒子にそれぞれのセルラーゼを固定化した場合に比べて、効率よくセルロース(リン酸処理したもの)を分解することができた。上記研究内容と同時にバイオ燃料電池に関する研究も進行してきた。具体的には、デンプンを分解する酵素であるα-アミラーゼおよびグルコアミラーゼ、さらに、グルコース酸化酵素を電極に同時に固定化することにより、デンプンを直接燃料とできる新規バイオアノードの開発を行った。また、電池性能の向上を目的として、グルコースを複数の酵素で多段階酸化できる電極の開発を行った。具体的には、電極上にグルコース脱水素酵素、グルコン酸脱水素酵素およびジアフォラーゼを固定化することで、グルコース1分子あたり4つの電子を取り出すことのできる電極を作製し、電池として組み立てた際、グルコース脱水素酵素およびジアフォラーゼを固定化した従来の電極と比較して、最大で約1.6倍の電力を取り出すことに成功した。

In this study, we focus on the new modification method for the control of the alignment of the molecules. In the past year, the LPETG alignment on the C-terminal side of Sortase A was successfully completed by using the reaction mechanism of Sortase A and Stav. The development of the method of simultaneous immobilization of two kinds of Stav and Stav by using the strong affinity of Stav and Stav was successful. In this year, the technology is applied to the simultaneous immobilization of two kinds of enzymes, namely, the enzyme and the enzyme, and the modulation of immobilized enzymes with high decomposition efficiency. Stav is a particle of two species and is successfully immobilized. For example, if the particle size is small, the particle size is small. The above research content and related research on fuel cells are also ongoing. The specific enzyme is α-amyloid, α-amyloid, α-amyloid, αThe purpose of improving battery performance is to improve the performance of battery cells, and improve the performance of battery cells. Specifically, the electrode is prepared by immobilizing the enzyme, the enzyme and the enzyme on the electrode, and the electrode is prepared by immobilizing the enzyme, the enzyme and the enzyme on the battery. The maximum power is about 1.6 times that of the output power.

项目成果

バイオマス直接利用型電極の開発

开发直接利用生物质的电极

• 发表时间: 2012
• 作者: 嶋田 翔太

SortaseAを用いた高配向なタンパク質固定化技術の開発

使用 SortaseA 开发高度定向的蛋白质固定化技术

• 发表时间: 2012
• 作者: Laura Gemini;et al.;松本 拓也
• 通讯作者: 松本 拓也

Starchy and Cellulosic Biomass-Powered Enzymatic Biofuel Cells based on Degrading and OXidizing Enzymes Multi-immobilized Bioanodes

基于降解和氧化酶多固定化生物阳极的淀粉和纤维素生物质驱动的酶生物燃料电池

• 发表时间: 2013
• 作者: 磯山 総一郎;他;松本 拓也
• 通讯作者: 松本 拓也

Sortase Aを用いた酵素の配向同時固定化技術の開発とその応用

Sortase A酶定向同步固定化技术的开发及其应用

• 发表时间: 2013
• 作者: Soichiro Isoyama;et al.;松本 拓也
• 通讯作者: 松本 拓也