機能性バイオポリマー創出とその利用による水環境からの病原ウイルス除去に関する研究
【研究分野】土木環境システム
【研究キーワード】
ウイルス吸着タンパク質 / ポリオウイルスI型 / カプシドタンパク質 / アフィニティクロマトグラフィ / SDS-PAGE / ELISA法 / 活性汚泥 / タンパク質相互作用 / バイオポリマー / ウイルス / 吸着 / 細胞外タンパク質 / アフィニティークロマトグラフィー / 機能性 / タンパク質 / アミノ酸配列 / FPLC
【研究成果の概要】
活性汚泥中の病原ウイルスの大部分は,汚泥フロックに吸着された形態で存在する。この汚泥フロックによるウイルス吸着には,汚泥細菌が産出するタンパク質系のバイオポリマーが深く関与していると考えられている。この吸着機構を応用した水環境からの新規な病原ウイルスの除去技術開発への手掛かりとして,ウイルス吸着能力を有するタンパク質を活性汚泥中から検索し,その諸性質を解明することを目的として本研究は行われた。
まず活性汚泥中細菌を好気培養させた培養液から,細菌外膜上のタンパク質を有機溶媒(N-ブタノール)または界面活性剤(chaps)により抽出した.次に,ポリオウイルスI型のカプシドタンパク質のうち抗原・抗体反応に関与する部分のペプチド配列を人工的に合成し,これをリガンドとしたアフィニティクロマトグラフィによって,抽出タンパク質の中からポリオウイルスと親和性の高いタンパク質(ウイルス吸着タンパク質)を分離した。このウイルス吸着タンパク質について,サイズエクスクルーションクロマトグラフィとSDS-PAGEによる分子量分布の推定を行ったところ,ウイルス吸着タンパク質は分子量110KDa程度および170kDa以上の2つのグループによって構成されることが分かった。ウイルス吸着タンパク質に対して,実際のポリオウイルスI型を用いたウイルス吸着試験を行ったところ,活性汚泥から抽出された雑多なタンパク質群に比べ,2倍以上もウイルス吸着性能に優れていた。さらに,陰イオン交換クロマトグラフィによる等電点推定の結果,ウイルス吸着タンパク質によるポリオウイルスI型の吸着は,静電的な結合力によるものではなく,疎水性結合力や水素結合力などのタンパク質問の特異的な相互作用に起因することが明らかとなった。以上の結果は,ウイルス吸着タンパク質を利用した水環境からの病原ウイルス除去技術の高い実現可能性を示すものである。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
福士 謙介 | 東北大学 | 大学院・工学研究科 | 講師 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1998 - 2000
【配分額】13,200千円 (直接経費: 13,200千円)