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

基本信息

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

项目摘要

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。

在这项研究中，我们重点关注能够在纳米尺度上控制蛋白质方向的新修饰方法。去年，我们表达并纯化了链霉亲和素（Stav）C端带有LPETG序列的重组蛋白，并利用Sortase A反应机制，我们决定在Stav和目标蛋白之间形成复合物。成功的。此外，利用Stav与生物素的强亲和力，他们将Stav视为蛋白质固定化的支架，并成功开发出同时固定化两种蛋白质的方法。今年，我们应用该技术，尝试通过同时固定化内切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶两种纤维素酶，制备出能够高效降解纤维素的固定化酶。通过使用 Stav 作为支架，我们成功地将两种类型的纤维素酶同时固定到单个颗粒上。与将每种纤维素酶固定在单独的颗粒上相比，所制备的颗粒能够更有效地降解纤维素（用磷酸处理）。在上述研究的同时，生物燃料电池的研究也取得了进展。具体来说，通过在电极上同时固定α-淀粉酶和葡糖淀粉酶（降解淀粉的酶）和葡萄糖氧化酶，我们开发了一种可以直接使用淀粉作为燃料的新型生物阳极。此外，为了提高电池性能，我们开发了一种可以使用多种酶多阶段氧化葡萄糖的电极。具体来说，通过将葡萄糖脱氢酶、葡萄糖酸脱氢酶和心肌黄酶固定在电极上，我们创造了一种每个葡萄糖分子可以提取四个电子的电极，并且当组装成电池时，与固定有葡萄糖脱氢酶和心肌黄酶的传统电极相比，他们成功地提取高达 1.6 倍的功率。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
松本拓也
通讯作者：
松本拓也

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

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
嶋田翔太
通讯作者：
嶋田翔太

Starchy biomass-powered enzymatic biofuel cell based on amylases and glucose oxidase multi-immobilized bioanode., New Biotechnology

基于淀粉酶和葡萄糖氧化酶多固定化生物阳极的淀粉生物质驱动的酶生物燃料电池。, 新生物技术

DOI：
10.1016/j.nbt.2013.04.005
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yamamoto Kazuhiro; Matsumoto Takuya; Shimada Shota; Tanaka Tsutomu; Kondo Akihiko
通讯作者：
Kondo Akihiko

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