自己組織化単分子膜による固液界面への機能性分子固定化方法の開発

开发一种使用自组装单分子层将功能分子固定在固液界面上的方法

基本信息

批准号：
20K05251
负责人：
中野美紀
金额：
$ 2.75万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K05251/
关键词：
吸着タンパク質表面、界面自己組織化単分子膜固定化

项目摘要

本研究では固体表面と水溶液からなる固液界面に自己組織化単分子膜(SAM)を種々の条件で形成させ、タンパク質等の機能性分子の固定を行うった。機能性タンパク質であるチトクロームc（Cytc）は可視域に強い吸収スペクトルを示し、酸化還元反応及びそれに伴う吸収スペクトル変化を示すため、試料として用いた。また、固液界面自動洗浄機構はセル内の溶液の自動交換により、固液界面に吸着させた分子の脱離を促す。この装置とスラブ光導波路（SOWG）分光法を組み合わせ、脱離に伴って得られるタンパク質吸収バンド（CytcのSoret帯）ピーク位置における吸光度減少曲線を簡単な関数で相関する事で、最終的に脱離しない、固定された分子の割合を簡単に得ることができる。2022年度は「脱離前にCytcを固液界面に吸着させている時間」の固定割合に対する依存性を検討した。通常は14分間放置するところを、30秒と30分間でも行ったところ、吸着時間が長くなるに伴い脱離する割合が減少し固定される割合が増加した。従来から固液界面に吸着したタンパク質は三次元構造を変化させる、いわゆるコンフォメーション変化を示すことが示唆されている。今回、我々の実験でその場観察された吸着時間の増加に伴う固定割合増加は、このコンフォメーション変化に伴いタンパク質が分子レベルで吸着力を増すことで固定されている可能性が考えられる。さらに、固定されたCytcに還元剤（ハイドロサルファイトナトリウム）水溶液を接触させたところ、吸着時間が増加してもCytcは迅速に還元され、その機能に大きな変化は認められなかった。

在这项研究中，我们在不同条件下在由固体表面和水溶液组成的固液界面上形成自组装单分子层（SAM），并固定化蛋白质等功能分子。细胞色素 c (Cytc) 是一种功能性蛋白质，因其在可见光区域表现出强吸收光谱并表现出氧化还原反应和相关的吸收光谱变化而被用作样品。此外，固液界面自动清洗机构通过自动交换池内溶液，促进固液界面吸附分子的解吸。通过将该装置与平板光波导（SOWG）光谱相结合，我们可以使用简单的函数将解吸获得的蛋白质吸收带（Cytc Soret带）的峰值位置处的吸光度下降曲线关联起来，很容易获得的比例。固定分子不释放。在2022财年，我们研究了“Cytc在解吸之前吸附在固液界面上的时间”对固定率的依赖性。当吸附进行30秒和30分钟而不是通常的14分钟时，随着吸附时间的增加，解吸速率下降，固定速率增加。有人提出，吸附在固液界面上的蛋白质会改变其三维结构，这就是所谓的构象变化。在我们的实验中原位观察到，随着吸附时间的增加，固定率增加，这可能是由于由于这种构象变化，蛋白质通过在分子水平上增加其吸附能力而被固定。此外，当固定化的Cytc与还原剂(连二亚硫酸钠)的水溶液接触时，即使吸附时间增加，Cytc也迅速被还原，并且没有观察到其功能发生大的变化。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Three distinct adsorbed states of adenine on gold nanoparticles depending on pH in aqueous solutions

金纳米颗粒上腺嘌呤的三种不同吸附状态取决于水溶液的 pH 值

DOI：
10.1016/j.cplett.2021.139202
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
2.8
作者：
T. Yoshimoto; M. Seki; H. Okabe b; N. Matsuda; De
通讯作者：
De

In situ observation of desorption reaction and immobilization of cytochrome c on solid/liquid interfaces by slab optical waveguide spectroscopy

平板光波导光谱原位观察细胞色素c在固/液界面上的解吸反应和固定化

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Naoki Matsuda;Hirotaka Okabe
通讯作者：
Hirotaka Okabe

Highly stable gold nanoparticles in an aqueous solution without any stabilizer prepared by a solution plasma process evaluated through capillary zone electrophoresis

通过毛细管区带电泳评估通过溶液等离子体工艺制备的不含任何稳定剂的水溶液中高度稳定的金纳米颗粒

DOI：
10.1007/s44211-022-00149-9
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
1.6
作者：
Takayanagi Toshio;Miyake Koji;Iwasaki Sohta;Uehara Daiki;Mizuguchi Hitoshi;Okabe Hirotaka;Matsuda Naoki
通讯作者：
Matsuda Naoki

Three distinct adsorbed states of adenine on gold nanoparticles depending on pH in aqueous solutions

金纳米颗粒上腺嘌呤的三种不同吸附状态取决于水溶液的 pH 值