Vol.1 No.1 2008

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研究論文:不凍蛋白質の大量精製と新たな応用開拓(西宮ほか)Synthesiology Vol.1 No.1(2008)−13−(受付日 2007.9.18,改訂受理日2007.11.19)執筆者略歴西宮 佳志(にしみや よしゆき)ゲノムファクトリー研究部門 機能性蛋白質研究グループ平成12年産総研入所。これまで一貫して不凍蛋白質の探索、機能解析、大量生産法の開発に取り組んできた。不凍蛋白質が新しい産業技術として社会に貢献する日を目指して日夜研究に勤しんでいる。専門は遺伝子工学や進化分子工学を駆使した蛋白質の機能改変。東北大学大学院工学研究科生物工学専攻修了(平成12年)三重 安弘(みえ やすひろ)ゲノムファクトリー研究部門 生体分子工学研究グループ生物系特定産業研究技術推進機構研究員、日本学術振興会特別研究員を経て平成17年に産総研に入所。主に蛋白質の電子移動制御のための機能界面の開発と直接電気化学法を用いた蛋白質の機能解析に従事してきた。現在は蛋白質分子を固体界面上に集積・配列した新しい機能性材料とその分析ツールの研究を進めている。熊本大学大学院博士課程修了(平成12年)平野 悠(ひらの ゆう)ゲノムファクトリー研究部門 生体分子工学研究グループ平成17年産総研入所。走査型電気化学顕微鏡(SECM)を利用して低温保存された細胞の評価を行う研究に従事してきた。現在、不凍蛋白質を配合した細胞保存液を調整しその細胞保護機能を単一細胞単位で評価している。不凍蛋白質の持つ細胞保護機能の解明と同蛋白質を利用した細胞保存液の開発を並行して行いたい。東北大学大学院工学研究科生物工学専攻修了(平成17年)近藤 英昌(こんどう ひでまさ)ゲノムファクトリー研究部門 機能性蛋白質研究グループ専門は蛋白質結晶学。主として酵素や不凍蛋白質等の産業応用可能な機能性蛋白質を研究対象とし、それらの立体構造の決定と機能発現メカニズムの解明に従事してきた。現在は、蛋白質の高機能化・機能変換に関する研究を行っている。平成10年入所。北海道大学大学院理学研究科生物科学専攻修了(平成9年)三浦 愛(みうら あい)ゲノムファクトリー研究部門 機能性蛋白質研究グループ平成8年に非常勤職員として入所。北海道産魚類由来の不凍蛋白るものと期待される。シナリオの中に“大量生産”を課題として据えるだけで現実的な価値を生むバイオ技術は他にも数多くあると考えられる。バイオエタノールもその例であろう。北海道地域に固有の生物資源に着目した分子機能解明研究がこの技術を支えている点を最後に強調しておきたい。折しも2008年7月に北海道で主要国首脳会議(洞爺湖サミット)が開催され地球環境の問題が話し合われる。我々もエネルギー効率に優れるバイオテクノロジーを少しでも社会に役立てて行きたい。謝辞本研究を進めるに当たり、稲田孝明 博士(産総研エネルギー技術研究部門熱流体システムグループ)、松本秀一朗 博士、松下通明 教授、藤堂 省 教授(北海道大学医学部第1外科)に多くの御協力を頂いた。また、白石芙美江、林 悦子、伊藤路子(産総研ゲノムファクトリー研究部門機能性蛋白質研究グループ)の3名には不凍蛋白質精製システムの構築に極めて意欲的に取り組んで頂いた。これらの方々にこの場を借りて深く感謝したい。キーワード不凍蛋白質、3次元構造、氷結晶結合、大量精製、細胞保存、氷核基板参考文献[1] [2][3][4][5][6][7][8][9][10]P.V.Hobbs: Ice Physics, 18-39, Oxford University Press, London(1974).露木英男: 食品加工学第2版−加工から保蔵まで−, 14-16, 共立出版, 東京.Y.Yeh and R.E. Feeney: Antifreeze proteins: Structures and mechanisms of function, Chemical Reviews, 92(2), 601-617(1996).B.Rubinsky, A.Arav and G.L.Fletcher: Hypothermic protection – A fundamental property of “Antifreeze” proteins, Biochem.Biophys.Res.Commun., 180(2), 566-571 (1991).Z.Jia and P.L.Davies: Antifreeze proteins: an unusual receptor-ligand interaction, Trends Biochem.Sci., 27, 101-106(2002).D.Kitamoto, H.Yanagishita, A.Endo, M.Nakaiwa, T.Nakane and T.Akiya: Remarkable antiagglomeration effect of a yeast biosurfactant, diacylmannosylerythritol, on ice-water slurry for cold termal storage, Biotechnol.Prog. 17, 362-365(2001).T.Inada and S.-S.Lu: Thermal hysteresis caused by non-equilibrium antifreeze activity of poly(vinyl alcohol), Chem.Phys.Lett., 394, 361-365(2004).岡田雅人、宮崎香 編: 改訂第3版タンパク質実験ノート(上巻)−抽出・分離と組換えタンパク質の発現−, 202, 羊土社、東京(2004).野本正雄:「酵素工学」, 学会出版センター、東京(1993).R.E.Feeney and Y.Yeh: Antifreeze proteins: Current status and possible food uses, Trends.Food Sci.Tech., 9, 102-106(1998).M.Takamichi, Y.Nishimiya, A.Miura and S.Tsuda: Effect of annealing time of an ice crystal on the activity of type III antifreeze protein, FEBS J., 274 (24), 6469-6476 (2007).Y.Nishimiya, R.Sato, M.Takamichi, A.Miura and S.Tsuda: Co-operative effect of the isoforms of type III antifreeze protein expressed in Notched-fin eelpout, Zoarces elongatus Kner.FEBS J., 272, 482-492(2005).Y.Hirano, Y.Nishimiya, S.Matsumoto, M.Matsushita, S.Todo, A.Miura, Y.Komatsu and S.Tsuda: Type III antifreeze protein from notched-fin eelpout enhances viability of mammalian cell during hypothermic preservation, in preparation.Y.Nishimiya, S.Ohgiya and S.Tsuda: Artificial multimers of the type III antifreeze protein: effects on thermal hysteresis and ice crystal morphology, J. Biol. Chem., 278(34), 32307-32312(2003).Y.Mie, Y.Nishimiya, F.Mizutani and S.Tsuda: Assembly of antifreeze protein reveals the ice nucleation activity, in preparation.[11][12][13][14][15]

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