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バイオシリカ製造法、およびバイオシリカ固定基板の製造法

国内特許コード P09A014584
整理番号 KG0061
掲載日 2009年7月31日
出願番号 特願2007-303952
公開番号 特開2009-126745
登録番号 特許第5311806号
出願日 平成19年11月26日(2007.11.26)
公開日 平成21年6月11日(2009.6.11)
登録日 平成25年7月12日(2013.7.12)
発明者
  • 松田 祐介
  • 金子 忠昭
出願人
  • 学校法人関西学院
発明の名称 バイオシリカ製造法、およびバイオシリカ固定基板の製造法
発明の概要

【課題】シラフィンを用いたバイオシリカの新規製造法等を提供すること。
【解決手段】本発明のバイオシリカ製造法は、シラフィンを用いてバイオシリカ粒を形成する場合に、使用するシラフィンのリピートユニット濃度、および/又は、形成時の温度を調節することにより、形成するバイオシリカ粒の粒径を制御する。また、本発明のバイオシリカ固定基板の製造法は、所定の結晶面を有する基板上にシラフィンを吸着させて、基板上でシラフィンによりバイオシリカを形成させる。
【選択図】なし

従来技術、競合技術の概要


生物の歯や骨、貝殻や真珠などは、有機物と無機物とが互いにナノスケールからマクロスケールで融合または複合した構造体である。このような鉱物を生物が作り出す作用をバイオミネラリゼーションと呼ぶ。自然界では、膨大な量のシリカ(SiO2)が生物によって産出・利用されている。その生物の代表例が単細胞の珪藻である。珪藻の細胞壁は多くの植物の細胞壁とは異なり、セルロースではなくシリカを主成分として構成されている。



1999年以降Krogerらにより、海洋性珪藻Cylindrotheca fusiformisの細胞壁をフッ素酸で溶かした溶液から、4kDa~8kDaのポリペプチドSilaffin-1A1,Silaffin-1A2,Silaffin-1Bが単離され、これらのポリペプチドそれぞれにin vitroにおいて球状バイオシリカ形成能があることが示された(下記の非特許文献1・2)。また、これら3種類のポリペプチドのアミノ酸配列はsilaffin-1と呼ばれる遺伝子上に、Silaffin-1A2とSilaffin-1Bとは1回ずつ、Silaffin-1A1は5回繰り返しコードされていた(図1参照)。



Silaffin-1は翻訳後調節により細胞内で分解作用を受け、それぞれの機能リピート単位に断片化されてから機能すると考えられているが、実際に生体内で各機能リピート単位に分かれてから機能しているかどうかは不明であり、リピート構造が保たれたまま機能している可能性も否定できない。いずれにしても、珪酸を顆粒状に凝集させ、球状バイオシリカ形成活性を有するこれらのポリペプチド(以下、総称して「シラフィン」という。)は、他の種類の珪藻にも存在し、珪藻殻形成に関与していると考えられている。




【非特許文献1】Nils Kroger, Rainer Deutzmann, Manfred Sumper (1999) Polycationic Peptides from Diatom Biosilica That Direct Silica Nanosphere Formation. Science, 286:1129-1132.

【非特許文献2】Nils Kroger, Rainer Deutzmann, Manfred Sumper (2001) Silica-precipitating Peptides from Diatoms: The Chemical Structure of Silaffin-1A from Cylindrotheca fusiformis. J. Biol. Chem., 276:26066-26070.

産業上の利用分野


本発明は、バイオシリカ(bio-silica)製造法、およびバイオシリカ固定基板の製造法に関し、より詳細には、バイオシリカの製造においてバイオシリカの粒径(粒の大きさ)を制御する方法等に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
シラフィンを用いてバイオシリカ粒を形成する方法において、
使用するシラフィンのリピートユニット濃度を10nM以上1500nM以下に、および/又は、
形成時の温度を40℃以上80℃以下の範囲に
調節することにより、形成するバイオシリカ粒の粒径を300nm以下に制御することを特徴とするバイオシリカの製造法。

【請求項2】
組換えシラフィンを使用することを特徴とする請求項1に記載のバイオシリカ製造法。

【請求項3】
単リピート型又は7回リピート型の組換えシラフィンを使用することを特徴とする請求項記載のバイオシリカ製造法。

【請求項4】
ヒスチジンのタグを付加した組換えシラフィンを使用することを特徴とする請求項記載のバイオシリカ製造法。
産業区分
  • 無機化合物
  • 有機化合物
  • その他機械要素
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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