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(In Japanese)酸化ケイ素と窒化ケイ素とを識別するポリペプチドおよびその利用

Patent code P150011198
Posted date Jan 28, 2015
Application number P2012-550864
Patent number P6048932
Date of filing Dec 20, 2011
Date of registration Dec 2, 2016
International application number JP2011079501
International publication number WO2012090789
Date of international filing Dec 20, 2011
Date of international publication Jul 5, 2012
Priority data
  • P2010-292975 (Dec 28, 2010) JP
Inventor
  • (In Japanese)池田 丈
  • (In Japanese)本村 圭
  • (In Japanese)黒田 章夫
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人広島大学
Title (In Japanese)酸化ケイ素と窒化ケイ素とを識別するポリペプチドおよびその利用
Abstract (In Japanese)本発明は、酸化ケイ素と窒化ケイ素とを識別し得る技術を提供する。より詳細には、本発明は、酸化ケイ素に特異的に結合しかつ窒化ケイ素に結合しない第1ポリペプチド、および/または窒化ケイ素に特異的に結合しかつ酸化ケイ素に結合しない第2ポリペプチドを提供する。また、第1ポリペプチドおよび/または第2ポリペプチドを含有している組成物を提供する。さらに、本発明は、第1ポリペプチドおよび/または第2ポリペプチドを結合した表面を有している基板、該基板を具備している半導体デバイスを提供する。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

近年、ナノテクノロジーとバイオテクノロジーが融合した領域にナノバイオテクノロジーという新しい領域が誕生し、急速に発展しつつある。ナノバイオテクノロジーは、例えば、バイオエレクトロニクス素子やバイオセンサの作製、DNAやタンパク質をターゲットにしたバイオチップの開発などに利用されるものであり、ナノバイオテクノロジーに対する期待はきわめて大きい。

上述のように、ナノバイオテクノロジーでは、バイオエレクトロニクス素子やバイオセンサの技術はきわめて重要であり、DNAチップやプロテインチップが注目されている。これらのチップでは、例えばDNAやタンパク質などの1分子を対象にセンシングを行うことになるため分子のサイズを考えたセンサの作製と制御が不可欠である。そこで、半導体加工技術を利用したバイオセンサの開発が手がけられている。

具体的には、例えば、シリコンナノワイヤ上に検出対象ウイルスに対する抗体を固定化し、ウイルスが1個でも抗体と結合すれば、電気的に検出することが可能となるような、バイオセンサの開発も進んでいる。

このように、半導体加工技術を利用したバイオセンサの開発をさらに加速させるためには、シリコンやガラスなどの基板(支持体)上に所望のタンパク質を簡便かつ正確に配置し、固定化させる技術の開発が不可欠であると考えられている。

9個のアルギニン残基(ポリアルギニンタグ)を付加したタンパク質が、酵素活性を保ったままガラス表面上やシリカ樹脂に直接吸着できることが報告されている(非特許文献1参照)。非特許文献1に記載のポリアルギニンタグを付加してタンパク質をシリカに吸着させる技術は、長時間のインキュベーションによってタンパク質がシリカ表面から離れてしまい、吸着力に問題がある。

バイオセンサは、高感度で迅速かつ安価に多項目にわたる検出が可能であることから、脚光を浴びている。その一つとして、抗体や酵素などの生体分子と半導体デバイスとを融合させたナノデバイスが提案されている。半導体デバイスと生体分子を融合したナノデバイス開発においては、デバイス上の目的の位置にタンパク質を精密に配置する技術が必要となる。

半導体の主流であるシリコンデバイスの主要な表面材料(絶縁膜)として、酸化膜(酸化ケイ素/SiO2)および窒化膜(窒化ケイ素/Si3N4)が汎用されている。酸化ケイ素と窒化ケイ素とを識別し得る技術が存在すれば、酸化ケイ素および窒化ケイ素の両方を絶縁膜としてデバイス上にて所望の形状にパターニングしておくことによって、デバイス上の目的の位置にタンパク質をパターニングすることができると考えられる。

本発明者らは、酸化ケイ素含有物質に対して高い吸着力で特異的な結合能を有するタンパク質を利用して、ガラス表面を何ら修飾することなく、ガラス基板上に直接タンパク質を固定化する技術を開発している(特許文献1参照)。本技術は、プロテインチップの作製などに非常に利用価値が高い。また、酸化ケイ素に結合し得るタンパク質が報告されている(非特許文献3参照)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、ケイ素化合物を識別するポリペプチドおよびその利用に関するものであり、より詳細には、酸化ケイ素と窒化ケイ素とを識別するポリペプチドおよびその利用に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
第1ポリペプチドおよび第2ポリペプチドのいずれか一方を含有しており、
第1ポリペプチドが、
(A)配列番号1、3、5または7に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド;
(B)(A)に記載のポリペプチドにおいて1または数個のアミノ酸が欠失、置換または付加しており、かつ、酸化ケイ素に特異的に結合しかつ窒化ケイ素に結合しない、ポリペプチド;あるいは
(C)(A)に記載のポリペプチドと95%以上の同一性を有し、かつ、酸化ケイ素に特異的に結合しかつ窒化ケイ素に結合しない、ポリペプチド
であり、
第2ポリペプチドが、
(D)配列番号9、11、13、15,17または19に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド;
(E)(D)に記載のポリペプチドにおいて1または数個のアミノ酸が欠失、置換または付加しており、かつ、窒化ケイ素に特異的に結合しかつ酸化ケイ素に結合しない、ポリペプチド;あるいは
(F)(D)に記載のポリペプチドと95%以上の同一性を有し、かつ、窒化ケイ素に特異的に結合しかつ酸化ケイ素に結合しない、ポリペプチド
である、酸化ケイ素と窒化ケイ素とを識別するための組成物。

【請求項2】
 
第1ポリペプチドおよび第2ポリペプチドの少なくとも一方を備えており、
第1ポリペプチドが、
(A)配列番号1、3、5または7に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド;
(B)(A)に記載のポリペプチドにおいて1または数個のアミノ酸が欠失、置換または付加しており、かつ、酸化ケイ素に特異的に結合しかつ窒化ケイ素に結合しない、ポリペプチド;あるいは
(C)(A)に記載のポリペプチドと95%以上の同一性を有し、かつ、酸化ケイ素に特異的に結合しかつ窒化ケイ素に結合しない、ポリペプチド
であり、
第2ポリペプチドが、
(D)配列番号9、11、13、15,17または19に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド;
(E)(D)に記載のポリペプチドにおいて1または数個のアミノ酸が欠失、置換または付加しており、かつ、窒化ケイ素に特異的に結合しかつ酸化ケイ素に結合しない、ポリペプチド;あるいは
(F)(D)に記載のポリペプチドと95%以上の同一性を有し、かつ、窒化ケイ素に特異的に結合しかつ酸化ケイ素に結合しない、ポリペプチド
である、酸化ケイ素と窒化ケイ素とを識別するためのキット。

【請求項3】
 
酸化ケイ素と窒化ケイ素とを識別するための組成物を製造するためのキットであって、
第1ポリペプチドをコードする第1ポリヌクレオチド;および
第2ポリペプチドをコードする第2ポリヌクレオチド
の少なくとも一方、あるいは
第1ポリヌクレオチドを含む第1ベクター;および
第2ポリヌクレオチドを含む第2ベクター
の少なくとも一方を備えており、
第1ポリペプチドが、
(A)配列番号1、3、5または7に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド;
(B)(A)に記載のポリペプチドにおいて1または数個のアミノ酸が欠失、置換または付加しており、かつ、酸化ケイ素に特異的に結合しかつ窒化ケイ素に結合しない、ポリペプチド;あるいは
(C)(A)に記載のポリペプチドと95%以上の同一性を有し、かつ、酸化ケイ素に特異的に結合しかつ窒化ケイ素に結合しない、ポリペプチド
であり、
第2ポリペプチドが、
(D)配列番号9、11、13、15,17または19に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド;
(E)(D)に記載のポリペプチドにおいて1または数個のアミノ酸が欠失、置換または付加しており、かつ、窒化ケイ素に特異的に結合しかつ酸化ケイ素に結合しない、ポリペプチド;あるいは
(F)(D)に記載のポリペプチドと95%以上の同一性を有し、かつ、窒化ケイ素に特異的に結合しかつ酸化ケイ素に結合しない、ポリペプチド
である、キット。

【請求項4】
 
酸化ケイ素および窒化ケイ素の少なくとも一方が所望の形状にて形成されている表面を有し、
該酸化ケイ素には、第1ポリペプチドが結合しており、
該窒化ケイ素には、第2ポリペプチドが結合しており、
第1ポリペプチドが、
(A)配列番号1、3、5または7に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド;
(B)(A)に記載のポリペプチドにおいて1または数個のアミノ酸が欠失、置換または付加しており、かつ、酸化ケイ素に特異的に結合しかつ窒化ケイ素に結合しない、ポリペプチド;あるいは
(C)(A)に記載のポリペプチドと95%以上の同一性を有し、かつ、酸化ケイ素に特異的に結合しかつ窒化ケイ素に結合しない、ポリペプチド
であり、
第2ポリペプチドが、
(D)配列番号9、11、13、15,17または19に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド;
(E)(D)に記載のポリペプチドにおいて1または数個のアミノ酸が欠失、置換または付加しており、かつ、窒化ケイ素に特異的に結合しかつ酸化ケイ素に結合しない、ポリペプチド;あるいは
(F)(D)に記載のポリペプチドと95%以上の同一性を有し、かつ、窒化ケイ素に特異的に結合しかつ酸化ケイ素に結合しない、ポリペプチド
である、基板。

【請求項5】
 
請求項4に記載の基板を具備している、半導体デバイス。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered


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