酵素内包シリカナノカプセルの創製とその活性の評価

载酶二氧化硅纳米胶囊的制备及其活性评价

基本信息

批准号：
03J07573
负责人：
田丸俊一
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Kyoto University (2005)Kyushu University (2003-2004)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

界面活性剤を用いて酵素内包シリカナノカプセルを創製するに当たって、界面活性剤共存下でマイクロ・ナノ空間に封入された酵素が示す物性を評価するために、非イオン性界面活性剤が形成する超分子型水性ゲル中に様々な酵素や人工ホスト分子を封入し、その特性を評価した。酵素を封入した水性ゲルでは、いずれの酵素も水性ゲル中で水溶液系において観測されるものと同等の活性を保持していることが確認された。この酵素に対する阻害剤活性の評価では、小分子型およびタンパク質型阻害剤のいずれにおいても本来の酵素阻害能が保たれていることが確認された。また、界面活性剤の会合体が構築する疎水場を利用することで、酵素活性を様々な蛍光変化として検出する手法を確立した。以上の結果から、界面活性剤は酵素内包シリカナノカプセルの創製に有効であることが示唆された。人工ホスト分子を封入した水性ゲルでは新たな分子認識系の構築に成功した。ジピコリルアミン亜鉛錯体は、水中で種々のリン酸種と高い親和性を持って錯形成するホスト分子である。ここで、ホスト分子単独の状態と比較した錯体の親水性は、ゲストであるリン酸種に依存して変化するため、人工糖脂質の繊維状会合体が形成した超分子水性ゲル中では、ホスト分子の水相・疎水場間の分配比が錯形成前後で変化する。この特性を利用して、超分子水性ゲル中で環境応答性色素導入ホストによる親水性ベースでのリン酸種識別に成功した以上の結果をふまえ、この水性ゲルを媒体とすることで、さまざまな酵素や人工ホスト分子を安定かつ簡便に基板上に固定化することに成功した。これにより、様々な生体内現象を高効率的に解析可能な材料の構築が可能であることが示された。この結果を踏まえ、酵素内包シリカナノカプセルを基板上に固定することで生化学的研究にも貢献する生物材料が構築できるものと期待される。

当使用表面活性剂制备含酶的二氧化硅纳米胶囊时，我们研究了由非离子表面活性剂形成的超分子，以评估在表面活性剂共存的微/纳米空间中封装的酶的物理性质。水凝胶中的分子并评估其性质。在包封酶的水性凝胶中，证实所有酶在水性凝胶中保留了与在水溶液体系中观察到的相同的活性。对该酶的抑制剂活性的评价证实，小分子型和蛋白质型抑制剂均保持了其原有的酶抑制能力。此外，通过利用表面活性剂聚集体构建的疏水场，我们建立了一种通过各种荧光变化来检测酶活性的方法。上述结果表明表面活性剂可以有效地制备包封酶的二氧化硅纳米胶囊。我们使用封装人工宿主分子的水凝胶成功构建了一种新的分子识别系统。二吡啶胺锌络合物是一种主体分子，可与水中的各种磷酸物质以高亲和力形成络合物。这里，复合物与单独的主体分子相比的亲水性根据客体磷酸种类而变化，因此在由人工糖脂的纤维状聚集体形成的超分子水性凝胶中，主体的水相与疏水场之间的分配比分子在复合物形成之前和之后发生变化。利用这一特性，我们成功地在超分子水凝胶中使用环境响应性染料引入的宿主来识别亲水性的磷酸种类，我们成功地将酶和人工宿主分子稳定且容易地固定在基质上。这表明可以构建能够高效分析各种体内现象的材料。基于这些结果，预计通过将含酶的二氧化硅纳米胶囊固定在基质上，将有可能构建一种也有助于生化研究的生物材料。