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。

这项研究一直在促进针对新的修饰方法的研究，这些方法允许在纳米级控制蛋白质方向。 In the previous year, we successfully formed a complex between Stav and the target protein by expressing and purifying a recombinant protein with the LPETG sequence attached to the C-terminus of streptavidin (Stav), and by utilizing the reaction mechanism of Sortase A. Furthermore, by taking advantage of the strong affinity of Stav with biotin, we have considered Stav as a scaffold for protein immobilization, and have successfully开发了一种同时固定两种蛋白质的方法。在今年的一年中，我们试图应用这项技术来制备固定的酶，该酶可以通过同时固定两种类型的纤维素酶，内糖苷酶和β-葡萄糖苷酶来高效地降解纤维素。通过使用STAV作为支架，我们成功地将两种类型的纤维素酶固定在一个粒子上。与将各自的纤维素固定在单独的颗粒上时，制备的颗粒能够更有效地分解纤维素（磷酸盐处理）。在上述研究的同时，对生物燃料细胞的研究也在进行中。具体而言，我们已经开发了一种新型的生物射模，可以通过在电极上将酶α-淀粉酶和葡萄糖氧化酶同时固定来直接使用淀粉作为燃料。此外，为了改善电池性能，我们开发了一种能够使用多种酶进行多阶段葡萄糖氧化的电极。具体而言，通过固定葡萄糖脱氢酶，葡萄糖酸脱氢酶和发射酶的含量，产生了每种葡萄糖分子的四个电子的电极，当作为电池组装时，它被成功提取的功率高达约1.6倍，高达1.6倍，高达约1.6倍的电动酶，而传统的demobilized demodose demodose dianopase and diapopy and diapophogentase且diapopanse and。

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