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論文

Enzymatic fabrication of protein-decorated gold nanoparticles by the aid of artificial peptides with gold-binding affinity

二井手 哲平*; 下条 晃司郎; 若林 里衣*; 後藤 雅宏*; 神谷 典穂*

Langmuir, 29(50), p.15596 - 15605, 2013/12

 被引用回数:13 パーセンタイル:44.22(Chemistry, Multidisciplinary)

We report a new approach for the biofabrication of protein-immobilized gold nanoparticles (AuNPs), using oxidoreductase with gold-binding peptide-tagged recombinant proteins. First, we selected the A3 peptide as a gold binding moiety. The A3 peptide was introduced to the C-terminus of fusion proteins of immunoglobulin G (IgG)-binding domains of protein G and protein A. In the presence of the recombinant protein, the GLD-catalyzed cofactor reduction resulted in the efficient in situ fabrication of AuNPs immobilized with the fusion protein. Moreover, the protein-immobilized AuNPs were shown to have IgG binding activity. This enzyme-assisted one-pot methodology for protein-AuNPs conjugation offers one potent route for the facile fabrication of biomolecule-decorated metal NPs.

論文

Facile, rapid and efficient biofabrication of gold nanoparticles decorated with functional proteins

下条 晃司郎; 二井手 哲平*; 田口 富嗣; 長縄 弘親; 神谷 典穂*; 後藤 雅宏*

Analyst, 137(10), p.2300 - 2303, 2012/02

 被引用回数:8 パーセンタイル:27.88(Chemistry, Analytical)

金から構成されるナノ粒子は特異的な分光学的性質を有しており、タンパク質を固定した金ナノ粒子はバイオセンサー等に使われている。しかしながら、金ナノ粒子上へのタンパク質の固定化は物理吸着法や化学結合法に限られており、タンパク質の安定性や配向性が制御できないという問題点がある。本研究では金結合性A3ペプチドと抗体結合タンパク質を融合したタンパク質を遺伝子改変により調製し、金イオンと反応させることで、金ナノ粒子の合成を行い、同時にタンパク質の固定化を可能にする新規ワンポット合成法を見いだした。また、抗体結合タンパク質を足場にすることで配向性を制御しながら抗体を金ナノ粒子に固定することに成功し、抗原抗体反応による金ナノ粒子の凝集に基づいて、特定の抗原に応答する目視イムノセンサーを開発した。

論文

Application of ionic liquids to extraction separation of rare earth metals with an effective diglycol amic acid extractant

久保田 富生子*; 下堀 陽佑*; 馬場 雄三*; 小柳 裕介*; 下条 晃司郎; 神谷 典穂*; 後藤 雅宏*

Journal of Chemical Engineering of Japan, 44(5), p.307 - 312, 2011/05

 被引用回数:55 パーセンタイル:82.81(Engineering, Chemical)

本研究ではレアアース金属のリサイクルのためにイオン液体を用いた抽出分離プロセスを構築した。レアアース金属の抽出分離効率の鍵を握る抽出剤としてグリコールアミド型抽出剤を使用した。その結果、遷移金属とレアアース金属の混合液からレアアース金属のみを選択的に抽出することに成功した。また、一般有機溶媒の代わりにイオン液体を抽出媒体として使用することで飛躍的に抽出能が向上した。また、酸性溶液を使用することで定量的な逆抽出も可能であった。

論文

New strategy to enhance catalytic performance of ${it Escherichia coli}$ whole cell biocatalysts harboring P450cam mutants

毛利 剛; 神谷 典穂*; 後藤 雅宏*

Biochemical Engineering Journal, 53(2), p.229 - 233, 2011/01

 被引用回数:4 パーセンタイル:17.89(Biotechnology & Applied Microbiology)

本論文では、シトクロムP450cam変異体(Y96F又はF87W-Y96F)によって効果的なインジゴの生産を行う大腸菌システムの構築を行った。このシステムでは、2種類のP450cam変異体(Y96F又はF87W-Y96F),プチダレトキシン,プチダレトキシン還元酵素とグリセロールデヒドロゲナーゼから構成されている。この大腸菌触媒は、実用的なインジゴ生産系への適用が期待される。

論文

Uphill transport of rare-earth metals through a highly stable supported liquid membrane based on an ionic liquid

久保田 富生子*; 下堀 陽佑*; 小柳 裕介*; 下条 晃司郎; 神谷 典穂*; 後藤 雅宏*

Analytical Sciences, 26(3), p.289 - 290, 2010/03

 被引用回数:49 パーセンタイル:82.75(Chemistry, Analytical)

本研究ではイオン液体を液膜の媒体とすることで希土類金属の液膜分離システムを構築した。キャリアとしてアミド酸誘導体を用いることでイットリウムとユーロピウムの定量的な輸送が可能であり、遷移金属との完全な分離が1ステップで達成できた。一般有機溶媒を用いた液膜では揮発による劣化が起こるが、イオン液体を使用することで長期間安定な液膜システムを構築することが可能となった。本システムは産業廃棄物から希土類金属のみを回収する技術として有用である。

論文

Extraction behavior of indium with TOPO into ionic liquids

久保田 富生子*; 下堀 陽佑*; 小柳 裕介*; 中島 一紀*; 下条 晃司郎; 神谷 典穂*; 後藤 雅宏*

Solvent Extraction Research and Development, Japan, 16, p.142 - 146, 2009/00

The extraction behavior of In$$^{3+}$$ into ionic liquids, [C$$_{n}$$mim][Tf$$_{2}$$N], was investigated with trioctylphosphine oxide (TOPO) as the extractant and compared with that of a conventional organic solvent system. In the n-dodecane system, the extractability of In$$^{3+}$$ increased with increasing hydrochloric acid concentration in the feed aqueous phase. On the contrary when using ionic liquids, In$$^{3+}$$ was more extracted at lower concentrations of hydrochloric acid. The contrast between the two systems is probably due to the difference in their extraction mechanisms. Extraction and separation properties of In$$^{3+}$$ from Sn$$^{4+}$$, Fe$$^{3+}$$ and Al$$^{3+}$$ were also examined. Indium was quantitatively extracted into the ionic liquid phase and the separation efficiency from other metal ions, especially from Fe$$^{3+}$$ was enhanced compared with that in the organic solvent system.

論文

Extraction of lanthanide ions with an organophosphorous extractant into ionic liquids

久保田 富生子*; 小柳 裕介*; 中島 一紀*; 下条 晃司郎; 神谷 典穂*; 後藤 雅宏*

Solvent Extraction Research and Development, Japan, 15, p.81 - 87, 2008/00

イオン液体へのランタノイドの抽出を有機リン酸系抽出剤PC-88Aを用いて行った。PC-88Aはアルキル鎖が短いイオン液体には溶解しないが、オクチル基やドデシル基のような長鎖アルキル基を有するイオン液体には溶解した。イオン液体へのランタノイドの抽出は一般有機溶媒n-ドデカンと同じメカニズム、つまりプロトン交換反応によって進行する。イオン液体で比較するとオクチル基を有するイオン液体の方がドデシル基を有するイオン液体より抽出効率が高かった。イオン液体に抽出されたランタノイドの逆抽出を検討したが、酸性溶液を用いることにより定量的な逆抽出が可能であることが明らかとなった。

論文

Extraction of cytochrome c by a functionalized ionic liquid containing a crown ether

久保田 富生子*; 小柳 裕介*; 中島 一紀*; 下条 晃司郎; 神谷 典穂*; 後藤 雅宏*

Solvent Extraction Research and Development, Japan, 14, p.115 - 120, 2007/00

クラウンエーテルを分子内に有する機能性イオン液体[18C6mim][PF$$_{6}$$]を用いてタンパク質であるシトクロムcの抽出を行った。機能性イオン液体[18C6mim][PF$$_{6}$$]は水酸基を有するイオン液体[C$$_{2}$$OHmim][Tf$$_{2}$$N]あるいはエチル基を有するイオン液体[C$$_{2}$$mim][Tf$$_{2}$$N]に希釈して用いた。その結果、シトクロムcは水相から[18C6mim][PF6]を含んだ[C$$_{2}$$OHmim][Tf$$_{2}$$N]へ容易に抽出されることが明らかとなった。しかし、[C$$_{2}$$mim][Tf$$_{2}$$N]への抽出率は小さかった。また、[18C6mim][PF$$_{6}$$]は抽出剤dicyclohexano-18-crown-6 (DCH18C6)より抽出能は低いが、逆抽出操作においては大きな利点を示した。抽出における温度依存性を検討したところ、[18C6mim][PF$$_{6}$$]の濃度が小さい領域では大きく抽出温度に影響した。今回使用した機能性イオン液体[18C6mim][PF$$_{6}$$]は従来のイオン液体に比べ高い抽出能を有することが明らかとなった。

論文

Extractive solubilization, structural change, and functional conversion of cytochrome ${it c}$ in ionic liquids via crown ether complexation

下条 晃司郎; 神谷 典穂*; 谷 文都*; 長縄 弘親; 成田 吉徳*; 後藤 雅宏*

Analytical Chemistry, 78(22), p.7735 - 7742, 2006/11

 被引用回数:90 パーセンタイル:92.85(Chemistry, Analytical)

ヘムタンパク質の1種であるシトクロム${it c}$をクラウンエーテルとの錯体形成によってイオン液体中に抽出可能であることを明らかにした。その抽出効率にはイオン液体の疎水性や官能基との相互作用が大きく影響することが示された。一方、イオン液体に溶解したシトクロム${it c}$は構造変化を引き起こし、過酸化水素のような基質を取り込みやすくなることが明らかとなった。その結果、本来酵素ではないシトクロム${it c}$が酵素のようなペルオキシダーゼ活性を持つようになった。

論文

Crown ether-mediated extraction and functional conversion of cytochrome ${it c}$ in ionic liquids

下条 晃司郎; 中島 一紀*; 神谷 典穂*; 後藤 雅宏*

Biomacromolecules, 7(1), p.2 - 5, 2006/01

 被引用回数:96 パーセンタイル:94.25(Biochemistry & Molecular Biology)

本論文は世界で初めてイオン液体へタンパク質を抽出することに成功した成果を報告する。クラウンエーテルを抽出剤にすることによって、タンパク質の1種であるシトクロム${it c}$をイオン液体に定量的に抽出した。一方、シトクロム${it c}$をイオン液体に可溶化することで、その構造変化が生じ、本来酵素ではないシトクロム${it c}$が酵素活性を持つようになった。

口頭

機能性イオン液体を用いたタンパク質の抽出

久保田 富生子*; 小柳 裕介*; 中島 一紀*; 下条 晃司郎; 神谷 典穂*; 後藤 雅宏*

no journal, , 

イオン液体(ILs)は、環境調和型溶媒というだけではなく、液液抽出の溶媒として優れた抽出・分離性能を示すことが報告されており、溶媒抽出への応用研究が盛んに行われている。一方、イオン液体に溶解する抽出剤はまだ限られているため、これを解決する方法として、イオン液体自身に抽出能力を持たせた機能性イオン液体の開発も行われている。本研究では、近年注目されているバイオ分子の中で、タンパク質(シトクロムc, Cyt-c)を対象として、アミノ基との親和性の高いクラウンエーテルを付与したイオン液体を用いて抽出を行い、機能性イオン液体の抽出への利用の可能性ついて検討した。その結果、イオン液体中のクラウンエーテルとCyt-cが錯形成することによりCyt-cをイオン液体中に定量的に抽出可能であることが明らかとなった。

口頭

Extraction of Cyt-c by functionalized ionic liquid with crown ether

久保田 富生子*; 小柳 裕介*; 中島 一紀*; 下条 晃司郎; 神谷 典穂*; 後藤 雅宏*

no journal, , 

イオン液体(ILs)は、環境調和型溶媒というだけではなく、液液抽出の溶媒として優れた抽出・分離性能を示すことが報告されており、溶媒抽出への応用研究が盛んに行われている。一方、イオン液体に溶解する抽出剤はまだ限られているため、これを解決する方法として、イオン液体自身に抽出能力を持たせた機能性イオン液体の開発も行われている。本研究では、近年注目されているバイオ分子の中で、タンパク質(シトクロムc, Cyt-c)を対象として、アミノ基との親和性の高いクラウンエーテルを付与したイオン液体を用いて抽出を行い、機能性イオン液体の抽出への利用の可能性ついて検討した。その結果、イオン液体中のクラウンエーテルとCyt-cが錯形成することによりCyt-cをイオン液体中に定量的に抽出可能であることが明らかとなった。

口頭

STH/GLD連動型補酵素再生系を利用したP450BM3酸化反応系の構築

毛利 剛; 神谷 典穂*; 後藤 雅宏*

no journal, , 

Cytochrome P450(P450)は、常温・常圧下で空気中の酸素を利用して多様な酸化反応を効率よく触媒するため、省エネルギー型の物質生産・変換プロセスを実現するバイオ酸化反応プロセスの構築において、さまざまな分野での利用が期待されている。しかしながら、P450が触媒する酸化反応は、非常に高価な補酵素NAD(P)Hを反応の化学等量必要とし、反応を継続的に行うためには、連続的に補酵素を供給する酸化反応と連動した補酵素再生系の導入が必要である。そこで、本研究では、NADHの再生を触媒するグリセロール脱水素酵素(GLD)とNAD(P)+とNAD(P)Hの間の水素転移反応を触媒する水素転移酵素(STH)を補酵素再生酵素として導入し、限られた補酵素量で継続的な酸化反応を行うことに成功した。さらに、本補酵素再生系を、Bacillus megaterium由来CYP102A1(P450BM3)が触媒する酸化反応へ共役することに成功した。

口頭

酵素触媒的補酵素再生系と連動したシトクロムP450BM3酸化反応系の構築

毛利 剛; 神谷 典穂*; 後藤 雅宏*

no journal, , 

Bacillus megaterium由来のcytochrome P450BM3は、電子伝達ドメインを分子内に配置することで触媒活性を示すことから、単離酵素としての利用が期待されているP450の一種である。しかしながら、P450触媒反応の生体外(in vitro)における利用では、一般的に触媒過程に必要なNAD(P)Hの供給が困難なことから、実用レベルでの利用には未だ至っていない。そこで、P450BM3の反応に必要なNADPHの再生を酵素触媒的に行い、P450BM3が触媒する酸化反応への応用を検討した。具体的には、GLDによるNADH再生系と、soluble transhydrogenase (STH)によるNADH/NADP+の間の水素転移反応によるNADPH再生系を共役させるGLD/STH二段階酵素系を構築し、P450BM3の反応系へのNADPHの供給を行った。本検討によって、STH/GLD連動型補酵素再生系とP450BM3による酸化反応の効率的な連動、及び還元型の補酵素よりも安価な酸化型の補酵素をより少ない量用いた経済的な酸化反応を達成した。

口頭

STH/GLD補酵素再生系と連動したCytochrome P450BM3反応系の構築

毛利 剛; 神谷 典穂*; 長縄 弘親; 後藤 雅宏*

no journal, , 

Bacillus megaterium由来のシトクロムP450BM3は、電子伝達ドメインを分子内に配置することで触媒活性を示すことから、単離酵素としての利用が期待されているP450の一種である。しかしながら、生体外における利用では、一般的に触媒過程に必要なNAD(P)Hの供給が困難なことから、実用レベルでの利用には未だ至っていない。そこで、P450BM3の反応に必要なNADPHの再生を酵素触媒的に行い、P450BM3が触媒する酸化反応への応用を検討した。具体的には、GLDによるNADH再生系と、STHによるNADH/NADP+の間の水素転移反応によるNADPH再生系によるNADPH再生系を共役させるGLD/STH二段階酵素系を構築し、P450BM3の反応系へのNADPHの供給を行った。本検討によって、STH/GLD連動型補酵素再生系とP450BM3による酸化反応の効率的な連動、及び還元型の補酵素よりも安価な酸化型の補酵素をより少ない量用いた経済的な酸化反応を達成した。

口頭

補酵素再生系と連動したP450反応の構築

毛利 剛; 神谷 典穂*; 長縄 弘親; 後藤 雅宏*

no journal, , 

Bacillus megaterium由来のcytochrome P450BM3は、電子伝達ドメインを分子内に配置することで触媒活性を示すことから、単離酵素としての利用が期待されているP450の一種である。しかしながら、P450触媒反応の生体外における利用では、一般的に触媒過程に必要なNAD(P)Hの供給が困難なことから、実用レベルでの利用には未だ至っていない。そこで、P450BM3の反応に必要なNADPHの再生を酵素触媒的に行い、P450BM3が触媒する酸化反応への応用を検討した。本検討では、glycerol dehydrogenase(GLD)によるNADH再生系と、soluble transhydrogenase (STH)によるNADH/NADP+の間の水素転移反応によるNADPH再生系を共役させるGLD/STH二段階酵素系を構築し、P450BM3の反応系へのNADPHの供給を行った。

口頭

金結合性ペプチド融合タンパク質を用いた抗体固定化金ナノ粒子のワンポット合成

下条 晃司郎; 二井手 哲平*; 田口 富嗣; 神谷 典穂*; 後藤 雅宏*; 長縄 弘親

no journal, , 

金ナノ粒子は特徴的な分光学的性質を有しており、抗体のようなタンパク質を固定した金ナノ粒子はバイオセンサー等に使われている。しかしながら、金ナノ粒子上へのタンパク質の固定化は通常、物理吸着法・化学結合法に限られており、タンパク質の安定性や配向性が制御できないという問題点がある。本研究では抗体結合タンパク質に金結合性A3ペプチドを融合したタンパク質を遺伝子改変により調製し、金イオンと反応させることで、金ナノ粒子の合成とタンパク質の固定化を迅速かつ同時に行う新規ワンポット合成法を見いだした。また、抗体結合タンパク質を足場にすることで配向性を制御しながら抗体を金ナノ粒子に固定し、抗原抗体反応による金ナノ粒子の凝集に基づいて、特定の抗原に応答する目視イムノセンサーの開発に挑戦した。

口頭

金結合性ペプチドを用いたタンパク質固定化金ナノ粒子のワンポット合成

下条 晃司郎; 二井手 哲平*; 田口 富嗣; 神谷 典穂*; 後藤 雅宏*; 長縄 弘親

no journal, , 

金から構成されるナノ粒子は特異的な分光学的性質を有しており、タンパク質を固定した金ナノ粒子はバイオセンサー等に使われている。しかしながら、金ナノ粒子上へのタンパク質の固定化は物理吸着法や化学結合法に限られており、タンパク質の安定性や配向性が制御できないという問題点がある。本研究では金結合性A3ペプチドと抗体結合タンパク質を融合したタンパク質を遺伝子改変により調製し、金イオンと反応させることで、金ナノ粒子の合成を行い、同時にタンパク質の固定化を可能にする新規ワンポット合成法を見いだした。また、抗体結合タンパク質を足場にすることで配向性を制御しながら抗体を金ナノ粒子に固定し、抗原抗体反応による金ナノ粒子の凝集に基づいて、特定の抗原に応答する目視イムノセンサーの開発に挑戦した。

口頭

金結合性キメラタンパク質を用いたイムノ金ナノ粒子のワンポット合成

下条 晃司郎; 二井手 哲平*; 田口 富嗣; 長縄 弘親; 神谷 典穂*; 後藤 雅宏*

no journal, , 

金ナノ粒子は特徴的な分光学的性質を有しており、抗体のようなタンパク質を固定した金ナノ粒子はバイオセンサー等に使われている。しかしながら、金ナノ粒子上へのタンパク質の固定化は通常、物理吸着法・化学結合法に限られており、タンパク質の安定性や配向性が制御できないという問題点がある。本研究では抗体結合タンパク質に金結合性A3ペプチドを融合したタンパク質を遺伝子改変により調製し、金イオンと反応させることで、金ナノ粒子の合成とタンパク質の固定化を迅速かつ同時に行う新規ワンポット合成法を見いだした。また、抗体結合タンパク質を足場にすることで配向性を制御しながら抗体を金ナノ粒子に固定し、抗原抗体反応による金ナノ粒子の凝集に基づいて、特定の抗原に応答する目視イムノセンサーの開発に挑戦した。

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