JP2017222614A - Rare earth ions mineralization agent and use of the same - Google Patents

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孝彰 畠中
Takaaki Hatanaka
孝彰 畠中
亘広 石田
Nobuhiro Ishida
亘広 石田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a peptide and a mineralization agent utilizing the peptide which are capable of capturing heavy rare earth species such as ytterbium (Yb) and lutetium (Lu) while having selectively high bondability thereto which have been difficult.SOLUTION: A mineralization agent contains amino acid sequence made up of a specific sequence, and selectively captures ytterbium and/or lutetium as rare earth species for any one of gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho) and erbium (Er).SELECTED DRAWING: None

Description

本明細書は、レアアースイオンミネラリゼーション剤及びその利用に関する。   The present specification relates to a rare earth ion mineralization agent and use thereof.

近年、レアアース、すなわち、希土類元素を中心とした無機元素の活用が必須となってきている。一方、希土類元素の安定供給や希土類元素による環境への影響も懸念されている。そのため、希土類元素を自然界から効率的に収集する技術の開発や、廃棄された製品や排水中に含まれる希薄な希土類元素を低エネルギーで選択的かつ効率良く回収してリサイクルする技術の確立が望まれている。   In recent years, the use of rare earths, that is, inorganic elements centered on rare earth elements has become essential. On the other hand, there are concerns about the stable supply of rare earth elements and the environmental impact of rare earth elements. Therefore, it is hoped to develop technology to efficiently collect rare earth elements from nature, and to establish technology to selectively and efficiently collect and recycle dilute rare earth elements contained in discarded products and wastewater with low energy. It is rare.

こうした希土類元素の回収手法として、N,N−ジオクチルジグリコールアミド酸(DODGAA)等を活用した溶媒抽出や還元微生物を利用して回収する方法が報告されている。一方、ランタノイドイオンなどのレアアースイオンと結合するペプチドが報告されている(特許文献1、2)。   As a method for recovering such rare earth elements, a method for recovering by utilizing solvent extraction utilizing N, N-dioctyl diglycolamidic acid (DODGAA) or a reducing microorganism has been reported. On the other hand, peptides that bind to rare earth ions such as lanthanoid ions have been reported (Patent Documents 1 and 2).

米国特許公開公報第2003/0228622号US Patent Publication No. 2003/0228622 特開2014−51449号公報JP 2014-51449 A

上記した溶媒抽出法や還元微生物を利用した回収方法は、コスト面の採算を取ることが困難である。また、特許文献1、2の方法では、希土類元素のなかでも、高い特異性でイッテルビウム(Yb)やルテチウム(Lu)を結合したり、鉱物化するペプチドは提供されていない。   The above-described solvent extraction method and recovery method using a reducing microorganism are difficult to make a profitable cost. Further, the methods of Patent Documents 1 and 2 do not provide peptides that bind or mineralize ytterbium (Yb) or lutetium (Lu) with high specificity among rare earth elements.

本明細書は、従来困難であったYbやLuなどのレアアース種に選択的に高い結合性を有すしてこれらを捕捉できるペプチド及びその利用を提供する。   The present specification provides a peptide capable of selectively capturing rare earth species such as Yb and Lu, which have been difficult in the past, and capable of capturing them, and uses thereof.

本発明者らは、酸化ジスプロシウムや酸化ネオジムを捕捉又は回収できるペプチドを既に開発している。このペプチドについて、変異体を作製して探索したところ、ある種のペプチドがYbやLuの重レアアースイオンを高い選択性で結合し、ミネラリゼーションできることを見出した。   The present inventors have already developed a peptide capable of capturing or recovering dysprosium oxide or neodymium oxide. As a result of producing and searching for mutants of this peptide, it was found that certain peptides can bind to heavy rare earth ions such as Yb and Lu with high selectivity and can be mineralized.

[1]レアアースミネラル及び/又はレアアースイオンであるレアアース種の捕捉能を有するレアアース種のミネラリゼーション剤であって、
−X1−X2−X3−A1−X4−X5−A2−X6−A3−X7−X8−(配列番号1)
(ただし、A1〜A3は、それぞれ独立して酸性アミノ酸であり、X1は、ロイシン、イソロイシン、バリン又はスレオニンであり、X2は、アラニン、グリシン、セリン又はアスパラギンであり、X3は、グリシン、イソロイシン、システイン、セリン、アルギニンであり、X4は、バリン、セリン、アルギニン、メチオニン、フェニルアラニン又はロイシンであり、X5はセリン、ロイシン、アルギニン、グリシン、システイン、アスパラギン又はリジンであり、X6は、ロイシン、リジン、バリンセリン又はグリシンであり、X7は、フェニルアラニン、グリシン、ロイシン、トレオニン、イソロイシン、バリン、トリプトファン又はヒスチジンであり、X8は、ロイシン、バリン、スレオニン、セリン、アスパラギン、フェニルアラニン、グルタミン酸である。)
で表されるアミノ酸配列を含み、
前記レアアース種として、イッテルビウム(Yb)及び/又はルテチウム(Lu)を捕捉する、ミネラリゼーション剤。
[2]前記アミノ酸配列は、Leu-Ala/Gly/Ser/Asn-Gly-Asp/Glu-Val-Ser/Asn-Asp/Glu-Leu/Val-Asp/Glu-Phe/Leu-Leu(配列番号2)で表される、[1]記載のミネラリゼーション剤。
[3]ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)及びエルビウム(Er)のいずれに対してもイッテルビウム及び/又はルテチウムを選択的に捕捉する、[1]又は[2]に記載のミネラリゼーション剤。
[4]前記アミノ酸配列は、Leu-Ala/Gly/Ser/Asn-Gly-Asp-Val-Ser-Glu-Leu-Asp-Phe-Leu(配列番号2)で表される、[1]〜[3]のいずれかに記載のミネラリゼーション剤。
[5]前記アミノ酸配列を含む環状ペプチドである、[1]〜[4]のいずれかに記載のミネラリゼーション剤。
[6]レアアースミネラル及び/又はレアアースイオンであるレアアース種としてイッテルビウム(Yb)及び/又はルテチウム(Lu)を含む可能性のある分離対象と、[1]〜[5]のいずれかに記載のレアアース種ミネラリゼーション剤と、を接触させる工程、
を備える、レアアース種の分離方法。
[7]前記レアアース種は、イッテルビウムイオンである、[6]に記載の方法。
[8]前記レアアース種は、ルテチウムイオンである、[6]に記載の方法。
[9]イッテルビウム(Yb)イオン及び/又はルテチウム(Lu)イオンを含む可能性のあるミネラリゼーション対象と、[1]〜[5]のいずれかに記載のレアアース種ミネラリゼーション剤と、を接触させて、イッテルビウムイオン及び/又はルテチウムイオンをミネラリゼーションする工程、
を備える、レアアースイオンのミネラリゼーション方法。
[10]イッテルビウム(Yb)イオン及び/又はルテチウム(Lu)イオンを含む可能性のある検出対象と、[1]〜[5]のいずれかに記載のレアアース種ミネラリゼーション剤と、を接触させて、イッテルビウムイオン及び/又はルテチウムイオンを検出する工程、
を備える、レアアースイオンの検出方法。
[11]イッテルビウム(Yb)イオン及び/又はルテチウム(Lu)イオンを含む可能性のある複合化対象と、[1]〜[5]のいずれかに記載のレアアース種ミネラリゼーション剤と、を接触させて、イッテルビウムイオン及び/又はルテチウムイオンとペプチドとの複合体を形成する工程、
を備える、レアアース複合体の製造方法。
[1] A mineralization agent of a rare earth species having an ability to capture rare earth species that are rare earth minerals and / or rare earth ions,
-X1-X2-X3-A1-X4-X5-A2-X6-A3-X7-X8- (SEQ ID NO: 1)
(However, A1 to A3 are each independently an acidic amino acid, X1 is leucine, isoleucine, valine or threonine, X2 is alanine, glycine, serine or asparagine, and X3 is glycine, isoleucine, Cysteine, serine, arginine, X4 is valine, serine, arginine, methionine, phenylalanine or leucine, X5 is serine, leucine, arginine, glycine, cysteine, asparagine or lysine, and X6 is leucine, lysine, Valineserine or glycine, X7 is phenylalanine, glycine, leucine, threonine, isoleucine, valine, tryptophan or histidine, X8 is leucine, valine, threonine, serine, asparagine, phenylara Emissions, is a glutamic acid.)
An amino acid sequence represented by
A mineralization agent that captures ytterbium (Yb) and / or lutetium (Lu) as the rare earth species.
[2] The amino acid sequence is Leu-Ala / Gly / Ser / Asn-Gly-Asp / Glu-Val-Ser / Asn-Asp / Glu-Leu / Val-Asp / Glu-Phe / Leu-Leu (SEQ ID NO: The mineralization agent according to [1], represented by 2).
[3] Selectively capture ytterbium and / or lutetium for any of gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho) and erbium (Er), [1] or [ 2].
[4] The amino acid sequence is represented by Leu-Ala / Gly / Ser / Asn-Gly-Asp-Val-Ser-Glu-Leu-Asp-Phe-Leu (SEQ ID NO: 2), [1] to [1] 3] The mineralization agent according to any one of [3].
[5] The mineralization agent according to any one of [1] to [4], which is a cyclic peptide containing the amino acid sequence.
[6] A separation target that may contain ytterbium (Yb) and / or lutetium (Lu) as a rare earth species that is a rare earth mineral and / or a rare earth ion, and a rare earth according to any one of [1] to [5] A step of contacting the seed mineralization agent,
A method for separating rare earth species.
[7] The method according to [6], wherein the rare earth species is ytterbium ion.
[8] The method according to [6], wherein the rare earth species is lutetium ion.
[9] A mineralization target that may contain ytterbium (Yb) ions and / or lutetium (Lu) ions, and a rare earth species mineralization agent according to any one of [1] to [5]. Contacting and mineralizing ytterbium ions and / or lutetium ions;
A mineralization method for rare earth ions.
[10] A detection target that may contain ytterbium (Yb) ions and / or lutetium (Lu) ions is contacted with the rare earth species mineralization agent according to any one of [1] to [5]. Detecting ytterbium ions and / or lutetium ions,
A method for detecting rare earth ions.
[11] Contacting a composite object that may contain ytterbium (Yb) ions and / or lutetium (Lu) ions with the rare earth species mineralization agent according to any one of [1] to [5] A step of forming a complex of a ytterbium ion and / or a lutetium ion and a peptide,
A method for producing a rare earth composite.

ヘビィレアアースイオンのミネラリゼーションペプチドLamp1−のアラニン置換体のアミノ酸配列を示す図である。It is a figure which shows the amino acid sequence of the alanine substitution product of mineralization peptide Lamp1- of heavy rare earth ion. 各種アラニン置換体のミネラリゼーション評価結果(15分後)示す図である。It is a figure which shows the mineralization evaluation result (after 15 minutes) of various alanine substitution products. 各種アラニン置換体のミネラリゼーション評価結果(15分、1時間及び18時間の経過後)をそれぞれ上段から順に示す図である。It is a figure which shows the mineralization evaluation result (after progress for 15 minutes, 1 hour, and 18 hours) of each alanine substituted body in order from an upper stage, respectively. 各種アラニン置換体のゲルろ過クロマトグラフィーのクロマトグラムを示す図である。It is a figure which shows the chromatogram of the gel filtration chromatography of various alanine substitution products. Lamp−1ペプチドの4位トリプトファンの各種置換体のアミノ酸配列を示す図である。It is a figure which shows the amino acid sequence of various substitution products of 4th-position tryptophan of Lamp-1 peptide. Lamp−1ペプチドの4位トリプトファンの各種置換体のミネラリゼーション評価結果を示す図である。It is a figure which shows the mineralization evaluation result of various substitution products of 4-position tryptophan of Lamp-1 peptide.

本明細書の開示は、レアアース種、特に、イッテルビウム及び/又はルテチウム由来のレアアース種を捕捉し、検出し、分離等するための剤及び方法等に関する。本明細書に開示されるレアアース種ミネラリゼーション剤(以下、単に、本ミネラリゼーション剤ともいう。)は、イッテルビウムイオン及び/又はルテチウムイオンを他のレアアース種の存在下でも選択的に捕捉し、検出し、分離することができる。また、本ミネラリゼーション剤は、イッテルビウムイオン及び/又はルテチウムイオンを選択的にミネラリゼーションする選択的ミネラリゼーション能を有し、レアアース種を捕捉し、検出し、分離することができる。   The disclosure of the present specification relates to agents and methods for capturing, detecting, separating and the like of rare earth species, particularly rare earth species derived from ytterbium and / or lutetium. The rare earth species mineralization agent disclosed herein (hereinafter also simply referred to as the present mineralization agent) selectively captures ytterbium ions and / or lutetium ions even in the presence of other rare earth species. Can be detected and separated. The present mineralization agent has a selective mineralization ability to selectively mineralize ytterbium ions and / or lutetium ions, and can capture, detect, and separate rare earth species.

本明細書において、レアアースミネラリゼーション能とは、レアアースイオンを捕捉して、その水酸化物などにミネラル化する能力である。レアアースミネラリゼーション能は、より具体的には、レアアースイオンが存在する液性媒体中において、ミネラリゼーション剤が、レアアースイオンと液性媒体中におけるカウンターイオン等とからレアアースの水酸化物などのレアアースミネラルを生成する能力である。   In this specification, the rare earth mineralization ability is the ability to capture rare earth ions and mineralize them into hydroxides. More specifically, the rare earth mineralization ability is determined by the fact that the mineralization agent is used in the liquid medium in which the rare earth ions are present, from the rare earth ions and the counter ions in the liquid medium to the rare earth hydroxide, etc. Ability to generate rare earth minerals.

本明細書において、レアアースイオン系列の2以上のレアアースイオンに対するミネラリゼーション能の組み合わせをミネラリゼーション傾向というものとする。なお、ミネラリゼーション傾向には、どのレアアースイオンに対してミネラリゼーション能力を発揮するかというミネラリゼーション対象に関する点と、ミネラリゼーション対象となるレアアースイオンに対してどの程度ミネラリゼーションできるかというミネラリゼーション能力の強さ(しやすさ)に関する点との双方を含んでいる。   In the present specification, a combination of mineralization ability for two or more rare earth ions in the rare earth ion series is referred to as a mineralization tendency. In terms of the mineralization trend, which rare earth ions will exhibit the mineralization ability, and what level of mineralization will be possible for the rare earth ions to be minarized This includes both the point regarding the strength (easyness) of the mineralization ability.

本開示によれば、例えば、スカンジウム(Sc)からからルテチウム(Lu)にいたる17元素のレアアースのイオンからなるレアアースイオン系列において、イッテルビウム及びルテチウムに対して選択的であってかつ高いミネラリゼーション能力を有するミネラリゼーション剤を提供できる。   According to the present disclosure, for example, in a rare earth ion series composed of 17 rare earth ions ranging from scandium (Sc) to lutetium (Lu), it is selective to ytterbium and lutetium and has a high mineralization ability. A mineralization agent having the following can be provided.

本開示によれば、こうしたミネラリゼーション剤のミネラリゼーション傾向を利用することで、レアアースイオン系列のイッテルビウム及びルテチウムのイオンをレアアースミネラルとして捕捉し、検出し、分離等することができる。   According to the present disclosure, by utilizing the mineralization tendency of such a mineralization agent, rare earth ion series ytterbium and lutetium ions can be captured, detected, separated, and the like as rare earth minerals.

さらに、本開示によれば、本開示のミネラリゼーション剤のほかに、別に1又は2以上のミネラリゼーション剤を利用し、これらのミネラリゼーション傾向の相違を利用して、効率的にレアアースイオンを分離、検出できる。   Further, according to the present disclosure, in addition to the mineralization agent of the present disclosure, one or two or more mineralization agents are separately used, and the difference in the tendency of mineralization is effectively utilized to make rare earths efficiently. Ions can be separated and detected.

本明細書において「レアアース」とは、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)の2元素と、ランタノイドのランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジウム(Pr)、ネオジム(Nd)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)及びルテチウム(Lu)が挙げられる。   In this specification, “rare earth” means two elements of scandium (Sc) and yttrium (Y), and the lanthanoid lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), and promethium (Pm). , Samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), ytterbium (Yb) and lutetium (Lu) Is mentioned.

本明細書において、「レアアースイオン」又は「レアアースのイオン」には、各レアアースに関し可能性ある酸化数の価数のイオンが包含される。本明細書において「レアアースイオン系列」とは、スカンジウムからルテチウムに至るまでの全17種のレアアースのイオンの集合を意味している。   In the present specification, “rare earth ion” or “rare earth ion” includes ions having a valence of a potential oxidation number for each rare earth. In the present specification, the “rare earth ion series” means an aggregate of all 17 rare earth ions ranging from scandium to lutetium.

本明細書において、「レアアースミネラル」には、各レアアースに関し可能性ある酸化数での酸化物、水酸化物、無機酸塩及び有機酸塩が包含される。水系媒体中におけるレアアースイオンのミネラリゼーション剤によって生成されるレアアースミネラルは、典型的には、水酸化物である。   As used herein, “rare earth minerals” include oxides, hydroxides, inorganic acid salts and organic acid salts with possible oxidation numbers for each rare earth. The rare earth mineral produced by the mineralization agent of the rare earth ion in the aqueous medium is typically a hydroxide.

本明細書において、「ライトレアアース」とは、スカンジウム(Sc)、ランタノイドのランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジウム(Pr)、ネオジム(Nd)、プロメチウム(Pm)が挙げられる。本明細書において「ライトレアアースイオン系列」とは、9種類のライトレアアースの可能性ある酸化数の価数のイオンの集合を意味している。   In this specification, “light rare earth” includes scandium (Sc), lanthanoid lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), and promethium (Pm). In this specification, the “light rare earth ion series” means an assembly of ions having a valence of oxidation that can be nine types of light rare earths.

本明細書において、「メディアムレアアース」とは、サマリウム(Sm)、ユウロピウム(Eu)及びガドリニウム(Gd)が挙げられる。本明細書において「メディアムレアアースイオン系列」とは、3種類のメディアムレアアースの可能性ある酸化数の価数のイオンの集合を意味している。   In the present specification, “medium rare earth” includes samarium (Sm), europium (Eu), and gadolinium (Gd). In this specification, the “medium rare earth ion series” means an assembly of ions having a valence of oxidation that can be three types of medium rare earths.

また、本明細書において、「ヘビィレアアース」とはイットリウム(Y)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)及びルテチウム(Lu)が挙げられる。本明細書において「へビィレアアースイオン系列」とは、8種類のへビィレアアースの可能性ある酸化数の価数のイオンの集合を意味している。   In this specification, “heavy rare earth” means yttrium (Y), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), ytterbium (Yb) and lutetium ( Lu). In the present specification, the term “heavy rare earth ion series” means a set of ions having a valence of oxidation that can be eight kinds of heavy rare earths.

なお、本明細書において、「レアアース種」とは、レアアースイオン及びレアアースミネラルを含んでいる。   In the present specification, the “rare earth species” includes rare earth ions and rare earth minerals.

(ミネラリゼーション剤)
本明細書に開示されるミネラリゼーション剤は、イッテルビウム及びルテチウムをレアアース系列に対して選択的にミネラリゼーションするミネラリゼーション能を有している。
(Mineralization agent)
The mineralization agent disclosed in this specification has a mineralization ability to selectively mineralize ytterbium and lutetium with respect to the rare earth series.

(ミネラリゼーション領域)
ミネラリゼーション剤は、レアアースイオンに近接したときに環状構造を形成可能である又はそれ自体が環状構造を有することができる。ミネラリゼーション剤が形成可能な環状構造の領域がミネラリゼーション能に関連していると推測される。かかる環状構造に関連する領域を、以下、ミネラリゼーション領域ともいう。このようなミネラリゼーション領域を構成可能な化合物としては、回転可能な結合で複数のユニットが連結されたポリマー等が挙げられる。
(Mineralization domain)
The mineralization agent can form a cyclic structure when in proximity to a rare earth ion or can itself have a cyclic structure. It is speculated that the region of the cyclic structure that can be formed by the mineralization agent is related to the mineralization ability. Hereinafter, the region related to the cyclic structure is also referred to as a mineralization region. Examples of the compound capable of constituting such a mineralization region include a polymer in which a plurality of units are linked by a rotatable bond.

ミネラリゼーション領域は、例えば、ペプチド鎖として構成される。ペプチド結合によってアミノ酸が連結されたペプチド鎖は、その結合角度(φ、ψ)が側鎖や周囲との相互作用等に基づいて変化可能であり、各種の立体構造を採ることができ、アミノ酸残基数等によって環状構造の大きさも制御可能である。   The mineralization region is configured as a peptide chain, for example. Peptide chains in which amino acids are linked by peptide bonds can change their bond angles (φ, ψ) based on interactions with side chains and surroundings, and can adopt various three-dimensional structures, and amino acid residues. The size of the ring structure can also be controlled by the number of bases.

本明細書において、ペプチドとは、通常、数個以上の天然アミノ酸及び/又は非天然アミノ酸を酸アミド結合で連結したポリマーである。ペプチドは、概して、アミノ酸残基数が50個以下程度である。なお、ペプチドは、L体のアミノ酸残基のポリマーであることが好ましいが、D体ポリマーであることを排除するものではない。   In the present specification, a peptide is usually a polymer in which several or more natural amino acids and / or unnatural amino acids are linked by acid amide bonds. Peptides generally have about 50 amino acid residues or less. The peptide is preferably a polymer of L-form amino acid residues, but does not exclude the fact that it is a D-form polymer.

ミネラリゼーション領域がペプチド鎖であるとき、ミネラリゼーション領域は、直鎖状であってもよいし、分子内ジスルフィド結合等によって環状化されていてもよい。環状化されていると、より効率的にミネラリゼーション能を発揮できる。また、ペプチド鎖は、予め、システインなどのS含有アミノ残基のS(イオウ原子)を利用してジスルフィド結合を形成でるため、所定の部位で環状化が可能であり、閉じた環状構造を容易に形成することができる。さらに、その残基数やアミノ酸残基を適宜選択することで、所望の内径で所望のミネラリゼーション傾向を発揮する環状構造を形成可能なミネラリゼーション領域を構築できる。なお、システイン残基によるミネラリゼーション領域の環状化は、システイン残基を含むペプチドにヨウ素や過酸化水素などの酸化剤を付与することで、容易に実現される。   When the mineralization region is a peptide chain, the mineralization region may be linear or may be cyclized by an intramolecular disulfide bond or the like. If it is cyclized, the mineralization ability can be exhibited more efficiently. In addition, since the peptide chain can form a disulfide bond in advance using S (sulfur atom) of S-containing amino residues such as cysteine, it can be cyclized at a predetermined site and a closed cyclic structure is easy. Can be formed. Furthermore, by appropriately selecting the number of residues and amino acid residues, a mineralization region capable of forming a cyclic structure exhibiting a desired mineralization tendency with a desired inner diameter can be constructed. It should be noted that the cyclization of the mineralization region by cysteine residues can be easily realized by adding an oxidizing agent such as iodine or hydrogen peroxide to peptides containing cysteine residues.

(ミネラリゼーション配列)
ペプチド鎖からなるミネラリゼーション領域は、8以上14以下のアミノ酸残基のアミノ酸配列をミネラリゼーション能を発揮するためのアミノ酸配列(ミネラリゼーション配列)として備えることができる。かかる残基数のミネラリゼーション領域によれば、レアアースイオン系列に対して種々のミネラリゼーション傾向を備えるミネラリゼーション剤を設計できる。8未満であると、有効な環状構造を形成不可能であり、14を超えると、レアアースイオン系列に対して選択的なミネラリゼーション能が低下する一方、他イオンに対するミネラリゼーション能を呈するようになる。
(Mineralization sequence)
The mineralization region comprising a peptide chain can be provided with an amino acid sequence of 8 to 14 amino acid residues as an amino acid sequence (mineralization sequence) for exerting the mineralization ability. According to the mineralization region having such a number of residues, mineralization agents having various mineralization tendencies with respect to the rare earth ion series can be designed. If it is less than 8, an effective cyclic structure cannot be formed, and if it exceeds 14, the mineralization ability selective to the rare earth ion series is reduced, while the mineralization ability for other ions is exhibited. become.

ミネラリゼーション領域は、ミネラリゼーション配列をその一部に有していてもよいし、ミネラリゼーション配列のみからなっていてもよい。ミネラリゼーション配列は、より好ましくは、10以上14以下のアミノ酸残基からなる。   The mineralization region may have a mineralization sequence as a part thereof or may consist only of the mineralization sequence. The mineralization sequence is more preferably composed of 10 to 14 amino acid residues.

環状構造の形成を考慮すると、ミネラリゼーション配列の両末端がシステイン残基であることが好ましい。例えば、10以上の14以下のアミノ酸残基からなるミネラリゼーション配列の場合、両末端がシステイン残基とすると、両側のシステイン残基の間にあるアミノ酸配列は、8以上12以下のアミノ酸残基からなるアミノ酸配列となる。   Considering the formation of a cyclic structure, it is preferable that both ends of the mineralization sequence are cysteine residues. For example, in the case of a mineralization sequence consisting of 10 or more and 14 or less amino acid residues, if both ends are cysteine residues, the amino acid sequence between both cysteine residues is 8 or more and 12 or less amino acid residues. An amino acid sequence consisting of

ミネラリゼーション配列は、1又は2以上の酸性アミノ酸残基を含むことが好ましい。酸性アミノ酸残基としては、グルタミン酸、アスパラギン酸、イソアスパラギン酸、イソグルタミン酸、2−アミノアジピン酸、2−アミノスベリン酸等が挙げられる。好ましくは、アスパラギン酸、グルタミン酸である。2以上の酸性アミノ酸残基は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。酸性アミノ酸残基は1〜3個以下とすることもできるが、酸性アミノ酸残基は3個以上であってもよい。   The mineralization sequence preferably contains one or more acidic amino acid residues. Examples of the acidic amino acid residue include glutamic acid, aspartic acid, isoaspartic acid, isoglutamic acid, 2-aminoadipic acid, 2-aminosuberic acid and the like. Preferred are aspartic acid and glutamic acid. Two or more acidic amino acid residues may be the same or different. The acidic amino acid residue can be 1 to 3 or less, but the acidic amino acid residue may be 3 or more.

ミネラリゼーション配列が2以上の酸性アミノ酸残基を有している場合、最も近接する酸性アミノ酸残基は、直接隣り合っていてもよいし、1又は2以上4以下程度のアミノ酸残基を介して隣接していてもよい。当該介在されるアミノ酸残基(介在アミノ酸残基)の種類は特に限定されないが、中性アミノ酸残基、芳香族アミノ酸残基などで介在されていることが好ましい。介在アミノ酸残基は、より好ましくは中性アミノ酸残基を含んでいる。   When the mineralization sequence has two or more acidic amino acid residues, the closest acidic amino acid residues may be directly adjacent to each other or through 1 or 2 to 4 amino acid residues. May be adjacent to each other. The type of the intervening amino acid residue (intervening amino acid residue) is not particularly limited, but is preferably intervened by a neutral amino acid residue, an aromatic amino acid residue, or the like. The intervening amino acid residue more preferably includes a neutral amino acid residue.

なお、ここで中性アミノ酸残基とは、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、トレオニン、ノルバリンが挙げられる。また、塩基性アミノ酸残基としては、ヒスチジン、リジン、アルギニン、オルニチン、ノルロイシン、2−アミノブタン酸、2,4−ジアミノブタン酸、2,3−ジアミノプロピオン酸、メチオニン、o−メチルセリン、t−ブチルグリシン、t−ブチルアラニン、シクロヘキシルアラニンが挙げられる。また、酸アミドアミノ酸残基としては、アスパラギン、グルタミンが挙げられる。環状アミノ酸残基としては、プロリン、3−ヒドロキシプロリン、4−ヒドロキシプロリンが挙げられる。OH含有アミノ酸残基としては、セリン、スレオニン、ホモセリンが挙げられる。芳香族アミノ酸残基としては、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファンが挙げられる。   Here, examples of the neutral amino acid residue include glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, serine, threonine, and norvaline. Examples of basic amino acid residues include histidine, lysine, arginine, ornithine, norleucine, 2-aminobutanoic acid, 2,4-diaminobutanoic acid, 2,3-diaminopropionic acid, methionine, o-methylserine, and t-butyl. Examples include glycine, t-butylalanine, and cyclohexylalanine. Examples of acid amide amino acid residues include asparagine and glutamine. Examples of cyclic amino acid residues include proline, 3-hydroxyproline, and 4-hydroxyproline. Examples of the OH-containing amino acid residue include serine, threonine, and homoserine. Aromatic amino acid residues include phenylalanine, tyrosine and tryptophan.

本ミネラリゼーション剤のペプチド鎖からなるミネラリゼーション領域は、イッテルビウムイオンやルテチウムイオンをミネラリゼーションするアミノ酸配列(ミネラリゼーション配列)を備えることができる。   The mineralization region composed of the peptide chain of the present mineralization agent can have an amino acid sequence (mineralization sequence) for mineralizing ytterbium ions or lutetium ions.

本ミネラリゼーション剤のミネラリゼーション配列は、例えば、以下のアミノ酸配列を備えることができる。
(1)−X1−X2−X3−A1−X4−X5−A2−X6−A3−X7−X8−
(ただし、A1〜A3は、それぞれ独立して酸性アミノ酸であり、X1は、ロイシン、イソロイシン、バリン又はスレオニンであり、X2は、アラニン、グリシン、セリン又はアスパラギンであり、X3は、グリシン、イソロイシン、システイン、セリン、アルギニンであり、X4は、バリン、セリン、アルギニン、メチオニン、フェニルアラニン又はロイシンであり、X5はセリン、ロイシン、アルギニン、グリシン、システイン、アスパラギン又はリジンであり、X6は、ロイシン、リジン、バリンセリン又はグリシンであり、X7は、フェニルアラニン、グリシン、ロイシン、トレオニン、イソロイシン、バリン、トリプトファン又はヒスチジンであり、X8は、ロイシン、バリン、スレオニン、セリン、アスパラギン、フェニルアラニン、グルタミン酸である。)
The mineralization sequence of the present mineralization agent can comprise, for example, the following amino acid sequence:
(1) -X1-X2-X3-A1-X4-X5-A2-X6-A3-X7-X8-
(However, A1 to A3 are each independently an acidic amino acid, X1 is leucine, isoleucine, valine or threonine, X2 is alanine, glycine, serine or asparagine, and X3 is glycine, isoleucine, Cysteine, serine, arginine, X4 is valine, serine, arginine, methionine, phenylalanine or leucine, X5 is serine, leucine, arginine, glycine, cysteine, asparagine or lysine, and X6 is leucine, lysine, Valineserine or glycine, X7 is phenylalanine, glycine, leucine, threonine, isoleucine, valine, tryptophan or histidine, X8 is leucine, valine, threonine, serine, asparagine, phenylara Emissions, is a glutamic acid.)

ミネラリゼーション配列のミネラリゼーション傾向は、X2がアラニンであることにより、レアアースイオン系列において、イッテルビウム及びルテチウムに対して極めて選択的にミネラリゼーション能が高くなっている。   The mineralization tendency of the mineralization sequence is that the mineralization ability is extremely selective to ytterbium and lutetium in the rare earth ion series because X2 is alanine.

ミネラリゼーション配列のX1は好ましくはロイシン、イソロイシン又はバリンであり、X3は好ましくはグリシンであり、A1及びA3は好ましくは、それぞれ、アスパラギン酸又はグルタミン酸であり、X4は好ましくはバリンであり、A2は好ましくはグルタミン酸又はアスパラギン酸であり、X5は好ましくはセリン、アルギニン、アスパラギン又はリジンであり、X6は好ましくロイシン又はバリンであり、X7は好ましくはフェニルアラニン又はロイシンであり、X8は好ましくはロイシン、バリン又はトレオニンである。   The mineralization sequence X1 is preferably leucine, isoleucine or valine, X3 is preferably glycine, A1 and A3 are each preferably aspartic acid or glutamic acid, X4 is preferably valine, A2 Is preferably glutamic acid or aspartic acid, X5 is preferably serine, arginine, asparagine or lysine, X6 is preferably leucine or valine, X7 is preferably phenylalanine or leucine, and X8 is preferably leucine or valine. Or threonine.

ミネラリゼーション配列は、さらにそのN末端やC末端に1又は複数個のアミノ酸残基を備えていてもよい。例えば、1個又は2個のアミノ酸残基が付加されていてもよいし、1個以上3個以下のアミノ酸残基が付加されていてもよいし、1個以上5個以下のアミノ酸残基が付加されていてもよいし、1個以上7個以下のアミノ酸残基が付加されていてもよいし、1個以上19個以下のアミノ酸残基が付加されていてもよいし、1個以上10個以下のアミノ酸残基が付加されていてもよい。   The mineralization sequence may further comprise one or more amino acid residues at the N-terminus or C-terminus. For example, 1 or 2 amino acid residues may be added, 1 or more and 3 or less amino acid residues may be added, or 1 or more and 5 or less amino acid residues may be added. 1 to 7 or less amino acid residues may be added, 1 to 19 amino acid residues may be added, or 1 to 10 amino acid residues may be added. No more than amino acid residues may be added.

ミネラリゼーション配列が末端に備えうるアミノ酸残基としては、例えば、セリン、システイン、アスパラギン等が挙げられる。また、両末端にシステインを導入することで、ミネラリゼーション領域を容易に環状化することが可能となる。   Examples of amino acid residues that can be provided at the terminal of the mineralization sequence include serine, cysteine, and asparagine. In addition, by introducing cysteine at both ends, the mineralization region can be easily cyclized.

環状構造の形成を考慮すると、ミネラリゼーション配列の両末端がシステイン残基であることが好ましい。したがって、例えば、上記したミネラリゼーション配列のN末端及びC末端にそれぞれ、直接にあるいは1又は複数個のアミノ酸残基を備えて、システイン残基を備えることができる。介在するアミノ酸は、少ない方が好ましく、なくてもよい。   Considering the formation of a cyclic structure, it is preferable that both ends of the mineralization sequence are cysteine residues. Thus, for example, a cysteine residue can be provided directly or with one or more amino acid residues at the N-terminus and C-terminus of the above-described mineralization sequence. The number of intervening amino acids is preferably small and may not be present.

ミネラリゼーション配列(1)としては、例えば、Leu-Ala/Gly/Ser/Asn-Gly-Asp/Glu-Val-Ser/Asn-Asp/Glu-Leu/Val-Asp/Glu-Phe/Leu-Leu(配列番号2)で表されるアミノ酸配列が挙げられ、より具体的には、配列番号3〜10で表されるアミノ酸配列が挙げられる。これらのアミノ酸配列は、ミネラリゼーション配列(1)の2番目のアミノ酸残基候補であるAla、Gly、Ser及びAsnのうち、Alaを採用した例である。以下の配列番号3〜10でアミノ酸配列において、第4位のAlaに替えて、Gly、Ser及びAsnのいずれかで置換したアミノ酸配列も本明細書に開示されている。なお、以下に示すアミノ酸配列中、ミネラリゼーション配列は、好ましくはN末端及びC末端の各1つのアミノ酸残基を除く配列であり、より好ましくは、両末端の各2つのアミノ酸残基、すなわち、SC−及び-CSを除く配列である。さらに好ましくは両末端の1アミノ酸基(S)を除く配列である。   Examples of the mineralization sequence (1) include Leu-Ala / Gly / Ser / Asn-Gly-Asp / Glu-Val-Ser / Asn-Asp / Glu-Leu / Val-Asp / Glu-Phe / Leu- An amino acid sequence represented by Leu (SEQ ID NO: 2) is exemplified, and more specifically, an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3 to 10 is exemplified. These amino acid sequences are examples in which Ala is adopted among Ala, Gly, Ser and Asn, which are the second amino acid residue candidates of the mineralization sequence (1). In the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 3 to 10 below, amino acid sequences substituted with any of Gly, Ser and Asn in place of Ala at the fourth position are also disclosed herein. In the amino acid sequences shown below, the mineralization sequence is preferably a sequence excluding one amino acid residue at each of the N-terminal and C-terminal, more preferably two amino acid residues at both terminals, , SC- and -CS. More preferred is a sequence excluding one amino acid group (S) at both ends.

SerCys-LeuAlaGlyAspValSerGluLeuAspPheLeu-CysSer(配列番号3)
SerCys-LeuAlaGlyAspValSerGluLeuGluPheLeu-CysSer(配列番号4)
SerCys-LeuAlaGlyGluValSerGluLeuGluPheLeu-CysSer(配列番号5)
SerCys-LeuAlaGlyGluValSerGluLeuAspPheLeu-CysSer(配列番号6)
SerCys-LeuAlaGlyAspValSerAspLeuAspPheLeu-CysSer(配列番号7)
SerCys-LeuAlaGlyAspValSerAspLeuGluPheLeu-CysSer(配列番号8)
SerCys-LeuAlaGlyGluValSerAspLeuGluPheLeu-CysSer(配列番号9)
SerCys-LeuAlaGlyGluValSerAspLeuAspPheLeu-CysSer(配列番号10)
SerCys-LeuAlaGlyAspValSerGluLeuAspPheLeu-CysSer (SEQ ID NO: 3)
SerCys-LeuAlaGlyAspValSerGluLeuGluPheLeu-CysSer (SEQ ID NO: 4)
SerCys-LeuAlaGlyGluValSerGluLeuGluPheLeu-CysSer (SEQ ID NO: 5)
SerCys-LeuAlaGlyGluValSerGluLeuAspPheLeu-CysSer (SEQ ID NO: 6)
SerCys-LeuAlaGlyAspValSerAspLeuAspPheLeu-CysSer (SEQ ID NO: 7)
SerCys-LeuAlaGlyAspValSerAspLeuGluPheLeu-CysSer (SEQ ID NO: 8)
SerCys-LeuAlaGlyGluValSerAspLeuGluPheLeu-CysSer (SEQ ID NO: 9)
SerCys-LeuAlaGlyGluValSerAspLeuAspPheLeu-CysSer (SEQ ID NO: 10)

本ミネラリゼーション剤は、ゲルろ過クロマトグラフィーにおいて1量体を呈することができる。本発明者らによれば、上記したミネラリゼーション配列を有し、かつゲル濾過クロマトグラフィーにおいて1量体を呈することができるペプチドは、各ランタノイドイオンにたいして原子番号の増加に伴い、ミネラリゼーション傾向が変化することがわかった。   The mineralization agent can exhibit a monomer in gel filtration chromatography. According to the present inventors, a peptide having the above-described mineralization sequence and capable of exhibiting a monomer in gel filtration chromatography has a tendency toward mineralization as the atomic number increases for each lanthanoid ion. Was found to change.

ミネラリゼーション領域は、水系媒体中において、レアアースイオンと共有結合以外の相互作用により、イッテルビウムイオン及び/又はルテチウムイオンをミネラル化する。ミネラル化にあたり、こうしたヘビィレアアースイオンとミネラリゼーション領域とはレアアースイオンを捕捉可能な程度に複合体を少なくとも一時的に形成できると考えられる。非共有結合性の相互作用としては、静電的結合、イオン結合、水素結合等が挙げられるが、本明細書における「捕捉」に関わる相互作用は、これらに限定されるものではない。   The mineralization region mineralizes ytterbium ions and / or lutetium ions in an aqueous medium by an interaction other than a rare earth ion and a covalent bond. In mineralization, it is considered that such a heavy rare earth ion and a mineralization region can form a complex at least temporarily enough to capture the rare earth ion. Non-covalent interactions include electrostatic bonds, ionic bonds, hydrogen bonds, and the like, but the interactions related to “trapping” in this specification are not limited to these.

なお、ミネラリゼーション領域は、イッテルビウム及び/又はルテチウムのミネラルの捕捉能を備えることもできる。これらイオンのミネラリゼーション能を備えていると、これらイオンを含む液性媒体中から、レアアースの水酸化物などのレアアースミネラルを生成させることができる。このため、イオン化したレアアースを分離するとともに、当該イオンから一挙にレアアースミネラルを生成できて、分離及び回収も容易となりレアアース種の分離回収に効率化に大きく寄与することができる。また、ミネラリゼーション領域は、レアアースの水酸化物などのレアアースミネラルの捕捉能を備えることもできる。   Note that the mineralization region can also have the ability to capture ytterbium and / or lutetium minerals. When the mineralization ability of these ions is provided, rare earth minerals such as rare earth hydroxides can be generated from a liquid medium containing these ions. For this reason, while separating the ionized rare earth, a rare earth mineral can be produced at once from the ion, and separation and recovery are facilitated, which can greatly contribute to the efficiency of separation and recovery of rare earth species. The mineralization region can also have a capability of capturing rare earth minerals such as rare earth hydroxides.

ミネラリゼーション剤が、全体としてペプチドである場合、公知の化学合成法のほか、遺伝子工学的な方法等、当業者において周知の方法により取得することができる。   When the mineralization agent is a peptide as a whole, it can be obtained by methods well known to those skilled in the art, such as genetic engineering methods in addition to known chemical synthesis methods.

ミネラリゼーション剤は、標識物質を備えていてもよい。標識物質を備えていることにより、レアアースイオンをミネラル化したミネラリゼーション剤を容易に識別できるようになり、分離・回収等に都合がよい。標識物質としては特に限定しないで公知の各種標識物質を用いることができる。標識物質は、目視にて識別可能なものであってもよいし、所定の波長の光によって発光等するものであってもよい。また、それ自体、着色しているもののほか、他の化合物との反応等により発色可能なものであってもよい。また、標識物質はビーズ等の担体に保持されていてもよい。こうした標識物質としては、たとえば、着色ビーズ、金コロイド、蛍光化合物、酵素タンパク質が挙げられる。また、標識物質には、抗体−抗体反応を利用したもの、ビオチン−アビジン結合を利用したものなどの標識結合物質を包含する。標識結合物質は、標識物質を結合する物質であり、こうした標識結合物質も標識物質として機能できる。   The mineralization agent may be provided with a labeling substance. By providing the labeling substance, the mineralization agent mineralized with rare earth ions can be easily identified, which is convenient for separation and recovery. The labeling substance is not particularly limited, and various known labeling substances can be used. The labeling substance may be visually identifiable or may emit light by light of a predetermined wavelength. In addition to being colored, it may be capable of coloring by reaction with other compounds. The labeling substance may be held on a carrier such as a bead. Examples of such labeling substances include colored beads, colloidal gold, fluorescent compounds, and enzyme proteins. The labeling substance includes label binding substances such as those using an antibody-antibody reaction and those using a biotin-avidin bond. A label-binding substance is a substance that binds a labeling substance, and such a label-binding substance can also function as a labeling substance.

標識物質は、ミネラリゼーション剤の種類に応じて公知の方法で結合される。ミネラリゼーション剤がペプチドの場合、典型的には、ミネラリゼーション剤に対して適数個のリンカーペプチドを介してミネラリゼーション領域のN末端及び/又はC末端に付与される。   The labeling substance is bound by a known method depending on the type of the mineralization agent. When the mineralization agent is a peptide, it is typically attached to the N-terminus and / or C-terminus of the mineralization region via an appropriate number of linker peptides for the mineralization agent.

さらに、ミネラリゼーション剤は、アフィニティークロマトグラフィー等を用いて回収可能なように、タグを備えていてもよい。タグは、抗原(エピトープ)等であってもよいし、公知のHisタグのほか、ビオチン等を用いることができる。こうしたタグは適当なリンカーを介して結合されていてもよい。   Furthermore, the mineralization agent may be provided with a tag so that it can be recovered using affinity chromatography or the like. The tag may be an antigen (epitope) or the like, and in addition to a known His tag, biotin or the like can be used. Such tags may be linked via a suitable linker.

また、ミネラリゼーション剤に対する抗体を取得し当該抗体を用いることで、ミネラリゼーション剤を何ら標識することなく、ミネラリゼーション剤を識別し検出できる。   Further, by obtaining an antibody against the mineralization agent and using the antibody, the mineralization agent can be identified and detected without any labeling of the mineralization agent.

(レアアースイオンの分離方法)
本ミネラリゼーション剤によるレアアースイオンの分離又は識別は、イッテルビウムイオン及び/又はルテチウムイオンを含む可能性のある分離対象と、本ミネラリゼーション剤とを接触させる工程を備えることができる。本ミネラリゼーション剤が有するミネラリゼーション傾向に基づいて、イッテルビウムイオン及び/又はルテチウムイオンをミネラリゼーションして、これらのヘビィレアアースイオンをレアアースミネラルとして分離することができる。
(Rare earth ion separation method)
Separation or identification of rare earth ions by the present mineralization agent may comprise a step of bringing the present mineralization agent into contact with a separation object that may contain ytterbium ions and / or lutetium ions. Based on the mineralization tendency of the present mineralization agent, ytterbium ions and / or lutetium ions can be mineralized to separate these heavy rare earth ions as rare earth minerals.

本ミネラリゼーション剤によるへビィレアアースイオンからのレアアースミネラルの生成のための条件(ミネラリゼーション条件)は、本ミネラリゼーション剤のミネラリゼーション能が発揮される限り特に限定されない。分離対象とレアアースイオンとを適当な条件下で接触させ、必要に応じてインキュベートすればよい。   Conditions for the production of rare earth minerals from heavy rare earth ions by the mineralization agent (mineralization conditions) are not particularly limited as long as the mineralization ability of the mineralization agent is exhibited. What is necessary is just to contact the isolation | separation object and a rare earth ion on suitable conditions, and to incubate as needed.

ミネラリゼーション条件は、液性媒体のpH、温度、塩濃度において条件を異ならせて、分離対象とミネラリゼーション剤とを接触させて、ミネラリゼーション剤によるレアアースイオンからのレアアースミネラルの生成状態を確認することで取得できる。   Mineralization conditions are different conditions in the pH, temperature, and salt concentration of the liquid medium, the separation target and the mineralization agent are brought into contact with each other, and the rare earth mineral is produced from the rare earth ions by the mineralization agent. You can get it by checking.

例えば、液性媒体としては、ミネラリゼーション剤のミネラリゼーション能を発揮できる限り、いかなる液体媒体であってもよい。液性媒体は、水性媒体であっても有機溶媒であってもよく、これらの混合媒体であってもよい。ミネラリゼーション剤がペプチド鎖を有する場合には、ペプチドの変性が抑制又は回避されるように考慮されうる。   For example, the liquid medium may be any liquid medium as long as the mineralization ability of the mineralization agent can be exhibited. The liquid medium may be an aqueous medium or an organic solvent, or a mixed medium thereof. When the mineralization agent has a peptide chain, it can be considered that the denaturation of the peptide is suppressed or avoided.

液性媒体としては、典型的には、中性付近のバッファ等やそれらを含む混液等用いることができる。また、例えば、pHは、特に限定されないが、5以上8以下程度とすることができ、塩濃度も特に限定されないが、10mM以上1M以下とすることができる。さらに、温度も、特に限定されないで、温度制御なくて容易に結合を実現できるが、典型的には、4℃以上80℃以下、より好ましくは10℃以上40℃以下とすることができ、さらに好ましくは15℃以上30℃以下とすることができる。   As the liquid medium, typically, a neutral buffer or the like, a mixed liquid containing them, or the like can be used. For example, the pH is not particularly limited, but can be about 5 or more and 8 or less, and the salt concentration is not particularly limited, but can be 10 mM or more and 1 M or less. Further, the temperature is not particularly limited, and can be easily bonded without temperature control. Typically, the temperature can be 4 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, more preferably 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower. Preferably, it can be set to 15 ° C or higher and 30 ° C or lower.

レアアースイオンとミネラリゼーション剤との接触のためには、適宜撹拌して接触効率を高めることもできる。また、接触のための時間は、特に限定しないが、10分程度から数時間程度とすることができ、好ましくは30分以上8時間以下とすることができ、上限時間はより好ましくは6時間以下、さらに好ましくは4時間以下程度とすることができる。また、より好ましくは1時間以上3時間以下程度とすることができる。   For contact between the rare earth ions and the mineralization agent, the contact efficiency can be increased by stirring as appropriate. The time for contact is not particularly limited, but can be about 10 minutes to several hours, preferably 30 minutes to 8 hours, and the upper limit time is more preferably 6 hours or less. More preferably, it can be about 4 hours or less. More preferably, it can be about 1 hour or more and 3 hours or less.

なお、pH、温度及び/又はインキュベート時間によりミネラリゼーションによるレアアースミネラルの生成状況や析出状況が異なるため、pH調節、温度調節及び/又はインキュベート時間を適宜延長したり短縮したりするなど適宜調節することが好ましい。   In addition, since the production situation and precipitation situation of rare earth minerals by mineralization differ depending on the pH, temperature and / or incubation time, the pH adjustment, temperature adjustment and / or incubation time is appropriately adjusted such as extending or shortening as appropriate. It is preferable.

ミネラリゼーション剤のミネラリゼーション能を発揮させるための液体媒体中のミネラリゼーション剤濃度及びミネラリゼーション原料濃度も特に限定されないが、例えば、ミネラリゼーション剤が5μM以上の濃度であることが好ましく、レアアースイオン濃度が100μM以上であることが好ましい。また、レアアースイオン以外の他のミネラリゼーション原料についても、レアアースイオン濃度と同様であることが好ましい。   The concentration of the mineralization agent and the concentration of the mineralization material in the liquid medium for exerting the mineralization ability of the mineralization agent are not particularly limited. For example, the mineralization agent may have a concentration of 5 μM or more. Preferably, the rare earth ion concentration is 100 μM or more. Further, other mineralization raw materials other than the rare earth ions are preferably the same as the rare earth ion concentration.

ミネラリゼーション剤によるレアアースイオンのミネラリゼーションの場合、レアアースミネラルを生成するためのレアアースイオンと、当該レアアースイオンとミネラルを形成する無機酸イオンや水酸化イオンなどの陰イオン(これらを併せてミネラリゼーション原料という場合がある。)が供給される必要がある。こうした陰イオン類のうち、無機酸イオンは酸あるいは塩の添加により、ミネラリゼーションに用いる液性媒体中に存在させるようにすることができる。また、水酸化物イオンは、水の電離等により水を含む液性媒体に含まれうる。   In the case of mineralization of a rare earth ion by a mineralization agent, a rare earth ion for producing a rare earth mineral and an anion such as an inorganic acid ion or a hydroxide ion that forms the mineral with the rare earth ion (a combination of these mineral ions) May be referred to as a raw material for lysation). Among these anions, inorganic acid ions can be present in a liquid medium used for mineralization by addition of an acid or a salt. Further, hydroxide ions can be contained in a liquid medium containing water by ionization of water or the like.

本分離方法によれば、イッテルビウムイオン及び/又はルテチウムイオンを分離できる。そして、イッテルビウムイオン及び/又はルテチウムイオンは、それぞれミネラルとして分離し捕捉できる。また、ミネラルとして分離できることにより、レアアースミネラルの析出又は沈殿などによっても、レアアースイオンの存在を容易に検出できる。例えば、600nmなどの可視光波長を用いて濁度を検出することにより、レアアースミネラルの生成を確認することができる。   According to this separation method, ytterbium ions and / or lutetium ions can be separated. Ytterbium ions and / or lutetium ions can be separated and captured as minerals. Moreover, since it can isolate | separate as a mineral, presence of a rare earth ion is easily detectable also by precipitation or precipitation of a rare earth mineral. For example, the generation of rare earth minerals can be confirmed by detecting turbidity using a visible light wavelength such as 600 nm.

本ミネラリゼーション剤は、全レアアースイオン系列において、イッテルビウムイオン及び/又はルテチウムイオンを選択的にかつ効率的にミネラリゼーション可能である。このため、イッテルビウムイオン及びルテチウムイオン以外のレアアースイオンが共存している分離対象に好適に適用することができる。したがって、イッテルビウムイオン及びルテチウムイオンを分離したいとき、予め他のレアアースイオンを取り除くなどの前処理を省略することができる。   This mineralization agent can selectively and efficiently mineralize ytterbium ions and / or lutetium ions in all rare earth ion series. For this reason, it can be suitably applied to separation objects in which rare earth ions other than ytterbium ions and lutetium ions coexist. Therefore, when it is desired to separate ytterbium ions and lutetium ions, pretreatment such as removing other rare earth ions in advance can be omitted.

なお、イッテルビウムイオン及び/又はルテチウムイオンを含む可能性のある分離対象としては、レアアースの産出地から採取したもののほか、これらのレアアース種を含む可能性のある廃棄あるいは使用済み材料が挙げられる。なお、含まれる可能性のあるレアアース種がイオン化していない可能性がある場合には、レアアース種がレアアースイオンであるように予め処理されたものを分離対象とすることができる。典型的には、強酸などによるイオン化処理が挙げられる。   In addition, examples of separation targets that may contain ytterbium ions and / or lutetium ions include those collected from rare earth production sites, and discarded or used materials that may contain these rare earth species. If there is a possibility that a rare earth species that may be contained is not ionized, a material that has been treated in advance such that the rare earth species is a rare earth ion can be used as a separation target. Typically, ionization treatment with a strong acid or the like can be given.

ミネラリゼーションにより生成するレアアースミネラルは、インキュベーション中の液性媒体において不溶物(沈殿物)等として取得することができる。遠心分離等の公知の固液分離手段により固相を回収し、必要に応じて界面活性剤等を利用してミネラリゼーション剤等を分離することで、ミネラリゼーション剤と分離したレアアースミネラルを得ることができる。また、必要に応じ、乾燥及び/又は焼成によりレアアースミネラルを得ることができる。   The rare earth mineral produced by the mineralization can be obtained as an insoluble matter (precipitate) or the like in the liquid medium during the incubation. The rare earth mineral separated from the mineralization agent is recovered by recovering the solid phase by a known solid-liquid separation means such as centrifugation and separating the mineralization agent using a surfactant or the like as necessary. Can be obtained. Moreover, a rare earth mineral can be obtained by drying and / or baking as needed.

結晶化のための焼成工程は、公知の非晶質化合物を結晶化するための公知の条件に基づいて行うことができる。例えば、加熱温度を、300℃以上1500℃以下とすることができる。レアアースミネラルが炭酸塩などの無機塩類の場合、当該無機塩の状態を維持して結晶化するための加熱温度を設定することができる。また、水酸化物からの脱水や炭酸塩などからの脱炭酸等など無機酸を脱離させて酸化物を得る場合には、当該脱離が生じる温度を適宜選択することができる。   The firing step for crystallization can be performed based on known conditions for crystallizing a known amorphous compound. For example, the heating temperature can be 300 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower. When the rare earth mineral is an inorganic salt such as carbonate, a heating temperature for crystallization while maintaining the state of the inorganic salt can be set. In the case where an oxide is obtained by desorbing an inorganic acid such as dehydration from a hydroxide or decarboxylation from a carbonate, the temperature at which the desorption occurs can be appropriately selected.

本ミネラリゼーション剤によるレアアースイオンの分離は、簡易な低コスト条件で実現できる点において有利である。また、ミネラリゼーション剤により、nmレベルのレアアースミネラルの粒子を取得できる点において有利である。   Separation of rare earth ions by this mineralization agent is advantageous in that it can be realized under simple low-cost conditions. Moreover, it is advantageous in that particles of rare earth minerals at the nm level can be obtained by a mineralization agent.

本ミネラリゼーション剤のミネラリゼーション能に基づいて生成するレアアースミネラルは、レアアースが検出される粒子として生成される。生成したレアアースミネラルは、レアアース水酸化物、レアアースの塩、レアアース酸化物(又はその水和物)であると推定される。生成するレアアースミネラルは、生成時点においては結晶質であってもよいし、非晶質であってもよい。非晶質の場合、必要に応じて焼成工程を実施することで結晶質化することができる。   The rare earth mineral produced based on the mineralization ability of the present mineralization agent is produced as particles in which rare earth is detected. The generated rare earth mineral is presumed to be a rare earth hydroxide, a rare earth salt, or a rare earth oxide (or a hydrate thereof). The rare earth mineral produced may be crystalline or amorphous at the time of production. In the case of an amorphous material, it can be crystallized by performing a firing step as necessary.

(レアアースイオンの検出方法)
本明細書によれば、レアアースイオンの検出方法が提供される。レアアースイオンの検出方法は、イッテルビウムイオン及び/又はルテチウムイオンを含む可能性のある検出対象と、本ミネラリゼーションするミネラリゼーション剤とを、接触させる工程、を備える。この検出方法によれば、イッテルビウムイオン及び/又はルテチウムイオンをレアアースミネラルとして分離する。そして、さらに、検出したミネラル又は当該ミネラル中のレアアース種を検出する工程を備えることにより、イッテルビウムイオン及び/又はルテチウムイオンを検出することができる。
(Rare earth ion detection method)
According to the present specification, a method for detecting rare earth ions is provided. The method for detecting rare earth ions includes a step of bringing a detection target that may contain ytterbium ions and / or lutetium ions into contact with a mineralization agent to be mineralized. According to this detection method, ytterbium ions and / or lutetium ions are separated as rare earth minerals. Furthermore, ytterbium ions and / or lutetium ions can be detected by providing a step of detecting the detected mineral or the rare earth species in the mineral.

このように、レアアースイオンの分離方法は、さらに、レアアースミネラル又はレアアースミネラル中のレアアース種の検出工程を備えることで、レアアースイオンの検出方法としても実施できる。この検出方法によれば、レアアースイオン系列のイッテルビウムイオン及び/又はルテチウムイオンが含まれる可能性のある検出対象の中に、イッテルビウムイオン及び/又はルテチウムイオンが含まれているかを簡易に検出することができる。なお、本検出方法における検出対象としては、本分離方法における分離対象を適用できる。   As described above, the method for separating rare earth ions can be implemented as a method for detecting rare earth ions by further including a rare earth mineral or a rare earth species detection step in the rare earth mineral. According to this detection method, it is possible to easily detect whether ytterbium ions and / or lutetium ions are contained in a detection target that may contain ytterbium ions and / or lutetium ions of a rare earth ion series. it can. In addition, the separation object in this separation method can be applied as the detection object in this detection method.

検出工程としては、本ミネラリゼーション剤が生成したレアアースミネラルを、レアアースに基づく検出手法で検出するほか、ミネラリゼーション剤に付与した特定のための情報(例えば、標識物質や、ビーズ、アレイ上等における位置情報など)や本ミネラリゼーション剤と特異的に結合する抗体など本ミネラリゼーション剤に基づく検出手法によって検出することができる。   In the detection process, the rare earth mineral produced by the mineralization agent is detected by a detection method based on the rare earth, and information for identification given to the mineralization agent (for example, on the labeling substance, beads, or array). Etc.) and a detection technique based on the mineralization agent such as an antibody that specifically binds to the mineralization agent.

なお、本明細書によれば、イッテルビウムイオン及び/又はルテチウムイオンの分離方法を、これらのイオンのミネラリゼーション方法、レアアースイオンとの複合体の製造方法としても実施することができる。この場合、本分離方法における分離対象を、それぞれミネラリゼーション対象及び複合化対象として用いることができる。   According to the present specification, the method for separating ytterbium ions and / or lutetium ions can be carried out as a method for mineralization of these ions and a method for producing a complex with rare earth ions. In this case, the separation target in this separation method can be used as a mineralization target and a composite target, respectively.

(その他)
なお、本明細書によれば、本ミネラリゼーション剤をコードするヌクレオチドなどのDNAや、こうしたDNAを所定のアミノ酸配列のペプチドとして発現させるためのDNAコンストラクト及び当該DNAを含むベクターも提供される。こうしたDNAの取得や発現用ベクターの構築は、当該分野において周知の手法によって当業者であれば容易に実施できる。発現用ベクターは、本ミネラリゼーション剤のミネラリゼーション配列やミネラリゼーション領域をコードするDNAを発現させるための宿主細胞の種類に応じてその要素が選択される。
(Other)
In addition, according to this specification, DNAs, such as a nucleotide which codes this mineralization agent, the DNA construct for expressing such DNA as a peptide of a predetermined amino acid sequence, and the vector containing the said DNA are also provided. Such DNA acquisition and expression vector construction can be easily carried out by those skilled in the art by techniques well known in the art. The elements of the expression vector are selected according to the type of host cell for expressing the mineralization sequence of the mineralization agent and the DNA encoding the mineralization region.

また、本明細書によれば、本ミネラリゼーション剤を固相担体に保持する保持体も提供される。本ミネラリゼーション剤は、例えば、各種ビーズ等の粒状体や、各種材料からなるシート状体に保持されていてもよい。こうした固相担体は、公知であり、当業者であれば適宜選択して利用できる。こうした固相担体の表面へのペプチド等の固定化形態や手法は公知である。当業者であれば、適宜固定化手法を選択し、所望の形態(シート状の固相担体への固定化パターンなど)を選択し、ペプチド固相担体を得ることができる。粒子状固相担体は、典型的にはディッピング等により固相担体表面全体に本ペプチドを保持させた形態を採ることができる。また、シート状固相担体は、ディッピング、コーティングあるいはスポッティング等により、膜状にあるいは任意のパターンで本ペプチドを保持させた形態を採ることができる。こうした保持体は、イッテルビウムイオン及び/又はルテチウムイオンの分離、検出のためのカラム、ビーズ及びアレイデバイスとして有用である。   Moreover, according to this specification, the holding body hold | maintained this mineralization agent on a solid-phase carrier is also provided. This mineralization agent may be hold | maintained at the granular material, such as various beads, and the sheet-like body which consists of various materials, for example. Such solid phase carriers are known and can be appropriately selected and used by those skilled in the art. Such immobilization forms and techniques of peptides and the like on the surface of a solid phase carrier are known. A person skilled in the art can appropriately select an immobilization technique, select a desired form (such as an immobilization pattern on a sheet-like solid phase carrier), and obtain a peptide solid phase carrier. The particulate solid phase carrier can typically take a form in which the present peptide is held on the entire surface of the solid phase carrier by dipping or the like. Further, the sheet-like solid phase carrier can take a form in which the present peptide is held in a film form or in an arbitrary pattern by dipping, coating, spotting or the like. Such supports are useful as columns, beads and array devices for the separation and detection of ytterbium and / or lutetium ions.

また、本ミネラリゼーション剤を生物担体に保持する保持体も提供される。具体的には、本ミネラリゼーション剤のミネラリゼーション配列を有するペプチドが細胞等の生物担体の表層に提示された状態又は表層を構成する状態であってもよい。生物担体は、各種微生物、植物細胞、動物細胞のほか、ウイルスやファージ等が挙げられる。ペプチドである本ミネラリゼーション剤は、例えば、酵母や大腸菌等の微生物の表層に提示されてもよいし、ファージやウイルスに外殻タンパク質として構成したものであってもよい。こうした保持体も、イッテルビウムイオン及び/又はルテチウムイオンの分離、検出のためのデバイスとして有用である。   There is also provided a holder for holding the mineralization agent on a biological carrier. Specifically, the peptide having the mineralization sequence of the present mineralization agent may be in a state where the peptide is presented on the surface layer of a biological carrier such as a cell or in a state constituting the surface layer. Examples of biological carriers include various microorganisms, plant cells, animal cells, viruses and phages. The present mineralization agent, which is a peptide, may be displayed on the surface of a microorganism such as yeast or Escherichia coli, or may be configured as an outer shell protein in a phage or virus. Such a support is also useful as a device for separating and detecting ytterbium ions and / or lutetium ions.

以下、本明細書の開示を実施例を挙げて具体的に説明する。なお、以下の実施例は、本発明を限定するものではない。   Hereinafter, the disclosure of this specification will be specifically described by way of examples. In addition, the following examples do not limit the present invention.

[各種ペプチド合成]
ペプチド合成は、9−Fluorenylmethyloxycarbonyl(Fmoc)基を用いた固相合成法にて行った。N末端は、T7ファージg10配列由来のGly-Gly-Gly−Serを介してBiotin化処理した。HMP(パラヒドロキシメチルフェノキシメチルポリスチレン)樹脂より切り出して脱保護したペプチドは、ヨウ素酸化法により分子内ジスルフィド結合を形成後、逆相クロマトグラフィー(Reverse phase HPLC)にて精製した。ペプチドの純度は、質量分析器(HPLC/MS)を用いて確認した。
[Various peptide synthesis]
Peptide synthesis was performed by a solid-phase synthesis method using a 9-Fluorenylmethylcarbonyl (Fmoc) group. The N-terminus was biotinylated via Gly-Gly-Gly-Ser derived from the T7 phage g10 sequence. The peptide cleaved from the HMP (parahydroxymethylphenoxymethyl polystyrene) resin and deprotected was formed with intramolecular disulfide bonds by the iodine oxidation method, and then purified by reverse phase chromatography (Reverse phase HPLC). The purity of the peptide was confirmed using a mass spectrometer (HPLC / MS).

配列番号11で表されるアミノ酸配列からなるペプチド(Lamp−1と称する。)のアミノ酸配列においてアラニン置換を行って15種類のアミノ酸配列のペプチドを合成した。Lamp−1及びLamp−1アラニン置換体のアミノ酸配列を図1に示す。   Alanine substitution was performed on the amino acid sequence of the peptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11 (referred to as Lamp-1) to synthesize peptides having 15 amino acid sequences. The amino acid sequences of the Lamp-1 and Lamp-1 alanine substitution products are shown in FIG.

[合成ペプチドのミネラリゼーション現象の評価]
下記に記した硝酸ランタノイド(いずれもSIGMA−Aldrich)を終濃度3000μMになるようMESbuffer(50mM)で調製した(pH6.0)。これに、上述の合成ペプチドを終濃度100μM添加し、室温下で反応させた。反応後、15分、1時間、18時間の混合溶液の吸光度(600nm)を測定した。ペプチド無しの吸光度をブランクとして差し引いた。反応後15分の結果を図2に示す。また、反応後15分、1時間及び18時間経過後の結果を図3に示す。
[Evaluation of Mineralization Phenomenon of Synthetic Peptides]
The following lanthanoid nitrates (both SIGMA-Aldrich) were prepared with MES buffer (50 mM) to a final concentration of 3000 μM (pH 6.0). To this, the above synthetic peptide was added at a final concentration of 100 μM and reacted at room temperature. After the reaction, the absorbance (600 nm) of the mixed solution was measured for 15 minutes, 1 hour, and 18 hours. Absorbance without peptide was subtracted as a blank. The results for 15 minutes after the reaction are shown in FIG. Further, the results after 15 minutes, 1 hour and 18 hours after the reaction are shown in FIG.

硝酸ランタン六水和物 La(NO3)3・6H2O
硝酸セリウム六水和物 Ce(NO3)3・6H2O
硝酸ネオジム六水和物 Nd(NO3)3・6H2O
硝酸サマリウム六水和物 Sm(NO3)3・6H2O
硝酸ユーロピウム六水和物 Eu(NO3)3・6H2O
硝酸ガドリニウム六水和物 Gd(NO3)3・6H2O
硝酸テルビウム六水和物 Tb(NO3)3・6H2O
硝酸ジスプロシウム六水和物 Dy(NO3)3・6H2O
硝酸ホルミウム五水和物 Ho(NO3)3・5H2O
硝酸イッテルビウム五水和物 Yb(NO3)3・5H2O
硝酸ルテチウムn水和物 Lu(NO3)3・nH2O
Lanthanum nitrate hexahydrate La (NO 3 ) 3・ 6H 2 O
Cerium nitrate hexahydrate Ce (NO 3 ) 3・ 6H 2 O
Neodymium nitrate hexahydrate Nd (NO 3 ) 3・ 6H 2 O
Samarium nitrate hexahydrate Sm (NO 3 ) 3・ 6H 2 O
Europium nitrate hexahydrate Eu (NO 3 ) 3・ 6H 2 O
Gadolinium nitrate hexahydrate Gd (NO 3 ) 3・ 6H 2 O
Terbium nitrate hexahydrate Tb (NO 3 ) 3・ 6H 2 O
Dysprosium nitrate hexahydrate Dy (NO 3 ) 3・ 6H 2 O
Holmium nitrate pentahydrate Ho (NO 3 ) 3・ 5H 2 O
Ytterbium nitrate pentahydrate Yb (NO 3 ) 3・ 5H 2 O
Lutetium nitrate n-hydrate Lu (NO 3 ) 3・ nH 2 O

図2に示すように、4番目のトリプトファン(W)を、アラニン(A)に置換した変異ペプチド(Ser-Cys-Leu-Ara-Gly-Asp-Val-Ser-Glu-Leu-Asp-Phe-Leu-Cys-Ser)において、イッテルビウムイオンとルテチウムイオンのみに高いミネラリゼーション反応が観察され、鉱物化の選択性が向上したことを確認できた。   As shown in FIG. 2, a mutant peptide in which the fourth tryptophan (W) is replaced with alanine (A) (Ser-Cys-Leu-Ara-Gly-Asp-Val-Ser-Glu-Leu-Asp-Phe- In Leu-Cys-Ser), high mineralization reaction was observed only for ytterbium and lutetium ions, confirming that the mineralization selectivity was improved.

また、図3に示すように、4番目のトリプトファン(W)を、アラニン(A)に置換した変異ペプチド(Ser-Cys-Leu-Ara-Gly-Asp-Val-Ser-Glu-Leu-Asp-Phe-Leu-Cys-Ser)では、反応後18時間においても、他のレアアースイオンに対する鉱物化は確認されなかった。   Moreover, as shown in FIG. 3, the mutant peptide (Ser-Cys-Leu-Ara-Gly-Asp-Val-Ser-Glu-Leu-Asp-) in which the fourth tryptophan (W) is substituted with alanine (A) is used. In Phe-Leu-Cys-Ser), mineralization to other rare earth ions was not confirmed even 18 hours after the reaction.

[ゲルろ過クロマトグラフィー]
AKTA purifier(GE healthcare)にSuperdex peptide 10/300カラム(GE healthcare)をセットし、各種合成ペプチド(10uM)をインジェクトした。Running bufferとしてpH6.8に調整したTBS(Tris buffered saline;50mM Tris−HCl,150mM NaCl)を用い、流速0.5ml/minで測定を行った。分子量マーカーとしてGel Filtration Standard(Bio−rad)を用いた。結果を図4に示す。
[Gel filtration chromatography]
A Superdex peptide 10/300 column (GE healthcare) was set on AKTA purifier (GE healthcare), and various synthetic peptides (10 uM) were injected. TBS (Tris buffered saline; 50 mM Tris-HCl, 150 mM NaCl) adjusted to pH 6.8 was used as a running buffer, and the measurement was performed at a flow rate of 0.5 ml / min. Gel Filtration Standard (Bio-rad) was used as a molecular weight marker. The results are shown in FIG.

図4に示すように、ゲルろ過による解析の結果、Lamp−1アラニン置換体のいくつかは、分子間で会合しダイマーを形成することが示された。また、概して、ダイマーを形成する分子はLn鉱物化の選択性が低くなる傾向にあることがわかった。また、イッテルビウムイオン及びルテチウムイオンに対して選択性の向上した置換体4WAは分子量はLamp−1よりも小さくなるが、ゲル濾過の結果、唯一見かけの大きさ(空間占有体積)は、大きくなっていることが示された。トリプトファン(W)をアラニン(A)へ置換すると嵩高い側鎖が失われることになるが、これによるペプチド全体の構造変化が選択性の向上に寄与している可能性が示唆される。   As shown in FIG. 4, as a result of analysis by gel filtration, it was shown that some of the Lamp-1 alanine substitutes associate with each other to form a dimer. In general, it was found that the molecules forming the dimer tend to have low selectivity for Ln mineralization. Further, the substituted 4WA having improved selectivity to ytterbium ions and lutetium ions has a molecular weight smaller than that of Lamp-1, but as a result of gel filtration, the only apparent size (space occupied volume) becomes larger. It was shown that Substituting tryptophan (W) with alanine (A) results in the loss of bulky side chains, suggesting the possibility that the structural change of the whole peptide contributes to the improvement of selectivity.

(その他の4位トリプトファン置換体のミネラリゼーション現象の評価)
実施例1と同様にして、配列番号11で表されるアミノ酸配列において、4位のトリプトファン(W)を、アラニン他各種アミノ酸に置換したペプチド(図5)を合成した。
(Evaluation of mineralization of other 4-position tryptophan substitutions)
In the same manner as in Example 1, a peptide (FIG. 5) was synthesized in which tryptophan (W) at position 4 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11 was substituted with alanine and other various amino acids.

これらのペプチドにつき、実施例1と同様にして、各種硝酸ランタノイドについてミネラリゼーション現象を評価した。結果を図6に示す。   About these peptides, the mineralization phenomenon was evaluated about various lanthanoid nitrates like Example 1. FIG. The results are shown in FIG.

図6に示すように、4番目のトリプトファン(W)を、グリシン(G)、セリン(S)、アスパラギン(N)に置換した変異ペプチド(4WG、4WS、4WN)において、4番目のトリプトファン(W)をアラニン(A)に置換したものと同様、イッテルビウムとルテチウムのみに高い鉱物化反応が観察された。一方、ロイシン(L)、フェニルアラニン(F)、チロシン(Y)に置換したもの(4WL、4WF、4WY)は、Lamp−1とよく似た選択性を示した。   As shown in FIG. 6, in the mutant peptides (4WG, 4WS, 4WN) in which the fourth tryptophan (W) is substituted with glycine (G), serine (S), and asparagine (N), the fourth tryptophan (W ), A high mineralization reaction was observed only for ytterbium and lutetium as in the case where alanine (A) was substituted. On the other hand, those substituted with leucine (L), phenylalanine (F), and tyrosine (Y) (4WL, 4WF, 4WY) showed selectivity similar to Lamp-1.

以上のことから、選択性の向上したペプチド(4WA、4WG、4WS、4WN)はLamp−1と比較して4番目のアミノ酸疎水性の度合い・側鎖の嵩高さが大きく減少している傾向にあった。また、これらの結果は、4番目のアミノ酸の側鎖の性質がミネラリゼーション対象の特異性に寄与していることを示唆している。   From the above, peptides with improved selectivity (4WA, 4WG, 4WS, 4WN) tend to have a significant decrease in the degree of hydrophobicity and side chain bulkiness of the fourth amino acid compared to Lamp-1. there were. Moreover, these results suggest that the nature of the side chain of the fourth amino acid contributes to the specificity of the mineralization target.

配列番号1〜11:合成ペプチド Sequence numbers 1-11: Synthetic peptide

Claims (11)

レアアースミネラル及び/又はレアアースイオンであるレアアース種の捕捉能を有するレアアース種のミネラリゼーション剤であって、
−X1−X2−X3−A1−X4−X5−A2−X6−A3−X7−X8−
(ただし、A1〜A3は、それぞれ独立して酸性アミノ酸であり、X1は、ロイシン、イソロイシン、バリン又はスレオニンであり、X2は、アラニン、グリシン、セリン又はアスパラギンであり、X3は、グリシン、イソロイシン、システイン、セリン、アルギニンであり、X4は、バリン、セリン、アルギニン、メチオニン、フェニルアラニン又はロイシンであり、X5はセリン、ロイシン、アルギニン、グリシン、システイン、アスパラギン又はリジンであり、X6は、ロイシン、リジン、バリンセリン又はグリシンであり、X7は、フェニルアラニン、グリシン、ロイシン、トレオニン、イソロイシン、バリン、トリプトファン又はヒスチジンであり、X8は、ロイシン、バリン、スレオニン、セリン、アスパラギン、フェニルアラニン、グルタミン酸である。)
で表されるアミノ酸配列を含み、
前記レアアース種として、イッテルビウム(Yb)及び/又はルテチウム(Lu)を捕捉する、ミネラリゼーション剤。
A mineralization agent of a rare earth species having an ability to capture rare earth species that are rare earth minerals and / or rare earth ions,
-X1-X2-X3-A1-X4-X5-A2-X6-A3-X7-X8-
(However, A1 to A3 are each independently an acidic amino acid, X1 is leucine, isoleucine, valine or threonine, X2 is alanine, glycine, serine or asparagine, and X3 is glycine, isoleucine, Cysteine, serine, arginine, X4 is valine, serine, arginine, methionine, phenylalanine or leucine, X5 is serine, leucine, arginine, glycine, cysteine, asparagine or lysine, and X6 is leucine, lysine, Valineserine or glycine, X7 is phenylalanine, glycine, leucine, threonine, isoleucine, valine, tryptophan or histidine, X8 is leucine, valine, threonine, serine, asparagine, phenylara Emissions, is a glutamic acid.)
An amino acid sequence represented by
A mineralization agent that captures ytterbium (Yb) and / or lutetium (Lu) as the rare earth species.
前記アミノ酸配列は、Leu-Ala/Gly/Ser/Asn-Gly-Asp/Glu-Val-Ser/Asn-Asp/Glu-Leu/Val-Asp/Glu-Phe/Leu-Leuで表される、請求項1に記載のミネラリゼーション剤。   The amino acid sequence is represented by Leu-Ala / Gly / Ser / Asn-Gly-Asp / Glu-Val-Ser / Asn-Asp / Glu-Leu / Val-Asp / Glu-Phe / Leu-Leu, Item 2. The mineralization agent according to Item 1. ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)及びエルビウム(Er)のいずれに対してもイッテルビウム及び/又はルテチウムを選択的に捕捉する、請求項1又は2に記載のミネラリゼーション剤。   The ytterbium and / or lutetium is selectively captured with respect to any of gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), and erbium (Er). Mineralization agent. 前記アミノ酸配列は、Leu-Ala/Gly/Ser/Asn-Gly-Asp-Val-Ser-Glu-Leu-Asp-Phe-Leuで表される、請求項1〜3のいずれかに記載のミネラリゼーション剤。   The mineral sequence according to any one of claims 1 to 3, wherein the amino acid sequence is represented by Leu-Ala / Gly / Ser / Asn-Gly-Asp-Val-Ser-Glu-Leu-Asp-Phe-Leu. Zeation agent. 前記アミノ酸配列を含む環状ペプチドである、請求項1〜4のいずれかに記載のミネラリゼーション剤。   The mineralization agent in any one of Claims 1-4 which is a cyclic peptide containing the said amino acid sequence. レアアースミネラル及び/又はレアアースイオンであるレアアース種としてイッテルビウム(Yb)及び/又はルテチウム(Lu)を含む可能性のある分離対象と、請求項1〜5のいずれかに記載のレアアース種ミネラリゼーション剤と、を接触させる工程、
を備える、レアアース種の分離方法。
The rare earth species mineralization agent according to any one of claims 1 to 5, and a separation object that may contain ytterbium (Yb) and / or lutetium (Lu) as a rare earth species that is a rare earth mineral and / or a rare earth ion A step of contacting
A method for separating rare earth species.
前記レアアース種は、イッテルビウムイオンである、請求項6に記載の方法。   The method according to claim 6, wherein the rare earth species is ytterbium ion. 前記レアアース種は、ルテチウムイオンである、請求項6に記載の方法。   The method of claim 6, wherein the rare earth species is lutetium ion. イッテルビウム(Yb)イオン及び/又はルテチウム(Lu)イオンを含む可能性のあるミネラリゼーション対象と、請求項1〜5のいずれかに記載のレアアース種ミネラリゼーション剤と、を接触させて、イッテルビウムイオン及び/又はルテチウムイオンをミネラリゼーションする工程、
を備える、レアアースイオンのミネラリゼーション方法。
A ytterbium (Yb) ion and / or a mineralization target that may contain lutetium (Lu) ion is contacted with the rare earth species mineralization agent according to any one of claims 1 to 5, to thereby provide ytterbium. Mineralizing ions and / or lutetium ions,
A mineralization method for rare earth ions.
イッテルビウム(Yb)イオン又はルテチウム(Lu)イオンを含む可能性のある検出対象と、請求項1〜5のいずれかに記載のレアアース種ミネラリゼーション剤と、を接触させて、イッテルビウムイオン又はルテチウムイオンを検出する工程、
を備える、レアアースイオンの検出方法。
A detection target that may contain ytterbium (Yb) ion or lutetium (Lu) ion and the rare earth species mineralization agent according to any one of claims 1 to 5 are brought into contact with each other, and ytterbium ion or lutetium ion Detecting step,
A method for detecting rare earth ions.
イッテルビウム(Yb)イオン及び/又はルテチウム(Lu)イオンを含む可能性のある複合化対象と、請求項1〜5のいずれかに記載のレアアース種ミネラリゼーション剤と、を接触させて、イッテルビウムイオン及び/又はルテチウムイオンとペプチドとの複合体を形成する工程、
を備える、レアアース複合体の製造方法。
A complex object that may contain ytterbium (Yb) ion and / or lutetium (Lu) ion is contacted with the rare earth species mineralization agent according to any one of claims 1 to 5, and ytterbium ion And / or forming a complex of lutetium ion and peptide,
A method for producing a rare earth composite.
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