シルクを接着剤にする

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酵素反応により接着性の鍵となるアミノ酸構造をシルクに導入

2019-03-11  理化学研究所

理化学研究所(理研)環境資源科学研究センターバイオ高分子研究チームの曽川洋光研究員、伊福菜穂テクニカルスタッフ(研究当時)、沼田圭司チームリーダーの研究チームは、クモ糸やカイコの繭糸の主成分であるシルクタンパク質を酵素処理することで、接着剤のような物性を付与できることを明らかにしました。

本研究成果は、天然素材であるシルクタンパク質の用途を拡張する第一歩であり、持続可能な社会の実現に貢献すると期待できます。

海洋生物のムラサキイガイ[1]中に存在する接着タンパク質には3,4-ジヒドロキシフェニルアラニン(DOPA)[2]が多く含まれ、これが優れた接着性の発現に寄与することが知られています。

今回、研究チームは、カイコの繭糸から得られるシルクタンパク質には、DOPA前駆体のチロシン[3]残基が適量含まれることに着目しました。そして、このシルクタンパク質に酸化酵素のチロシナーゼ[4]を作用させることで、チロシン部位を選択的にDOPA に変換することに成功しました。このDOPA含有シルクタンパク質をマイカ(雲母)[5]などさまざまな物質の表面に塗布したところ、接着性が大きく上昇することが明らかになりました。また、DOPA含有シルクタンパク質の二次構造と接着性の関係を調べた結果、ベータシート構造[6]の有無と接着の強さには直接関連がないことが分かりました。

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