JP5649081B2 - Complex of multiple metal nanoparticles and apoprotein derived from hemoprotein dimer - Google Patents

Complex of multiple metal nanoparticles and apoprotein derived from hemoprotein dimer Download PDF

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Description

本発明は、複数の金属ナノ粒子とヘムタンパク質2量体由来のアポタンパク質との複合体に関する。   The present invention relates to a complex of a plurality of metal nanoparticles and an apoprotein derived from a hemoprotein dimer.

金属ナノ粒子は、配線材料、色素、センサーとして注目を集めている。この金属ナノ粒子とタンパク質との複合体は、センシングやイメージング、タンパク質の活性制御などの幅広い応用が可能であり、新しいバイオマテリアルとして注目されている。金属ナノ粒子とタンパク質との複合体は、金属ナノ粒子とタンパク質から静電相互作用によって製造されることが報告されている(例えば、非特許文献1)。   Metal nanoparticles are attracting attention as wiring materials, dyes, and sensors. This complex of metal nanoparticles and protein can be widely applied to sensing, imaging, protein activity control, etc., and is attracting attention as a new biomaterial. It has been reported that a complex of a metal nanoparticle and a protein is produced from the metal nanoparticle and a protein by electrostatic interaction (for example, Non-Patent Document 1).

しかしながら、ヘムタンパク質を介して金属ナノ粒子間の距離を特定に保った複合体については、知られていなかった。   However, a complex in which the distance between metal nanoparticles is kept specific via a hemoprotein has not been known.

著者:林高史ら, 論文タイトル:”金ナノ粒子−ヘムタンパク質ポリマー複合体の創製", 雑誌名:第24回生体機能関連シンポジウム・第12回バイオテクノロジー部会シンポジウム 講演要旨集, 2009年、p.202Author: Takashi Hayashi et al., Title: "Creation of gold nanoparticle-heme protein polymer complex", Journal name: 24th Symposium on Biological Functions and 12th Symposium on Biotechnology, 2009, p. 202

そこで、本発明は、ヘムタンパク質を介して金属ナノ粒子間の距離を特定に保った金属ナノ粒子とタンパク質との複合体の提供を目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a complex of a metal nanoparticle and a protein in which the distance between the metal nanoparticles is kept specific via a heme protein.

本発明は、複数の金属ナノ粒子とヘムタンパク質2量体由来のアポタンパク質との複合体であって、
前記金属ナノ粒子は、式(I)および/または式(II)で表される基により1箇所以上修飾され、
前記金属ナノ粒子を修飾した式(I)および/または式(II)で表される基に含まれるヘムと、ヘムが除去された前記ヘムタンパク質2量体由来のアポタンパク質とが結合することにより、複数の前記金属ナノ粒子と前記タンパク質とが結合した複合体である。
The present invention is a complex of a plurality of metal nanoparticles and an apoprotein derived from a hemoprotein dimer,
The metal nanoparticles are modified at least one place by a group represented by formula (I) and / or formula (II),
By binding the heme contained in the group represented by the formula (I) and / or the formula (II) modified with the metal nanoparticles to the apoprotein derived from the heme protein dimer from which heme has been removed. A complex in which a plurality of the metal nanoparticles and the protein are bound.

前記式(I)および式(II)中、
、R、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基または低級アルケニル基を意味し、
Yは、−Z1−Y1−Z2−Y2−または−Z1−Y1−で表される基であり、ただし、Z1は式(I)および式(II)中、−CO−と結合する基を意味し、
Y1およびY2は、独立に、−(CHn1−、−(Cn5−、−(CHn1−(Cn5−、−(Cn5−(CHn1−、−(CHn1−(Cn5−(CHn2−、−(CHn1−O−(CHn2−、−(CHn1−O−(CHn2−O−(CHn3−または−(CHn1−O−(CHn2−O−(CHn3−O−(CHn4−で表わされる基であり、ここでn1、n2、n3、n4およびn5は、それぞれ独立して1〜20の整数を意味し、
Z1は、O、NHおよびSからなる群から選択され、
Z2は、NHCO、CONHおよびNHからなる群から選択され、
Mは、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Co2+、Co3+、Mn2+およびMn3+からなる群から選択され、
前記ヘムタンパク質2量体は、天然のヘムタンパク質のアミノ酸配列中、1つのアミノ酸残基をシステイン残基に置き換えた変異体である。
In the formula (I) and the formula (II),
R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a lower alkenyl group,
Y is a group represented by -Z1-Y1-Z2-Y2- or -Z1-Y1-, wherein Z1 means a group bonded to -CO- in formula (I) and formula (II). And
Y1 and Y2 are independently, - (CH 2) n1 - , - (C 6 H 4) n5 -, - (CH 2) n1 - (C 6 H 4) n5 -, - (C 6 H 4) n5 - (CH 2) n1 -, - (CH 2) n1 - (C 6 H 4) n5 - (CH 2) n2 -, - (CH 2) n1 -O- (CH 2) n2 -, - (CH 2 ) n1 -O- (CH 2) n2 -O- (CH 2) n3 - or - (CH 2) n1 -O- ( CH 2) n2 -O- (CH 2) n3 -O- (CH 2) n4 -, Wherein n1, n2, n3, n4 and n5 each independently represents an integer of 1 to 20,
Z1 is selected from the group consisting of O, NH and S;
Z2 is selected from the group consisting of NHCO, CONH and NH;
M is selected from the group consisting of Fe 2+ , Fe 3+ , Zn 2+ , Co 2+ , Co 3+ , Mn 2+ and Mn 3+ ,
The heme protein dimer is a mutant in which one amino acid residue is replaced with a cysteine residue in the amino acid sequence of a natural heme protein.

本発明の複合体は、ヘムタンパク質を介して金属ナノ粒子間の距離を特定に保った金属ナノ粒子とタンパク質との複合体である。   The complex of the present invention is a complex of a metal nanoparticle and a protein in which the distance between the metal nanoparticles is kept specific via a heme protein.

図1は、実施例1(2)において製造したクエン酸で修飾された金ナノ粒子のUV−visスペクトルである。FIG. 1 is a UV-vis spectrum of gold nanoparticles modified with citric acid prepared in Example 1 (2). 図2は、実施例1(2)において製造したクエン酸で修飾された金ナノ粒子の透過型電子顕微鏡写真である。FIG. 2 is a transmission electron micrograph of gold nanoparticles modified with citric acid produced in Example 1 (2). 図3は、実施例1(2)において製造した化合物1で修飾された金ナノ粒子のUV−visスペクトルである。FIG. 3 is a UV-vis spectrum of gold nanoparticles modified with Compound 1 produced in Example 1 (2). 図4は、実施例1(2)において製造した化合物1で修飾された金ナノ粒子の透過型電子顕微鏡写真である。FIG. 4 is a transmission electron micrograph of gold nanoparticles modified with Compound 1 produced in Example 1 (2). 図5は、実施例1(2)において製造した修飾された金ナノ粒子中に含まれる化合物1を定量するためのUV−visスペクトルである。FIG. 5 is a UV-vis spectrum for quantifying Compound 1 contained in the modified gold nanoparticles produced in Example 1 (2). 図6は、実施例1(3)において製造したシトクロムb562変異体の2量体のサイズ排除クロマトグラフィーのチャートである。FIG. 6 is a size exclusion chromatography chart of a dimer of cytochrome b 562 mutant produced in Example 1 (3). 図7は、実施例1(3)において製造したシトクロムb562変異体の2量体からヘムが除去されたアポタンパク質のUV−visスペクトルである。FIG. 7 is a UV-vis spectrum of an apoprotein obtained by removing heme from a dimer of the cytochrome b 562 mutant produced in Example 1 (3). 図8は、実施例1(4)で得られた複合体と、比較例1で得られた複合体、実施例1(2)において製造した化合物1で修飾された金ナノ粒子のアガロースゲル電気泳動である。FIG. 8 shows the agarose gel electricity of the composite obtained in Example 1 (4), the composite obtained in Comparative Example 1, and the gold nanoparticles modified with Compound 1 produced in Example 1 (2). Migration. 図9(a)は、実施例1(4)で得られた複合体のTEM写真である。FIG. 9A is a TEM photograph of the composite obtained in Example 1 (4). 図9(b)は、実施例1(4)で得られた複合体のTEM写真である。FIG. 9B is a TEM photograph of the composite obtained in Example 1 (4). 図9(c)は、実施例1(4)で得られた複合体のTEM写真である。FIG. 9 (c) is a TEM photograph of the composite obtained in Example 1 (4). 図9(d)は、実施例1(4)で得られた複合体のTEM写真である。FIG.9 (d) is the TEM photograph of the composite_body | complex obtained in Example 1 (4). 図10(a)は、比較例1で得られた複合体のTEM写真である。10A is a TEM photograph of the composite obtained in Comparative Example 1. FIG. 図10(b)は、比較例1で得られた複合体のTEM写真である。FIG. 10B is a TEM photograph of the composite obtained in Comparative Example 1. 図10(c)は、比較例1で得られた複合体のTEM写真である。FIG. 10C is a TEM photograph of the composite obtained in Comparative Example 1. 図11は、実施例1(4)で得られた複合体のSEM写真である。FIG. 11 is an SEM photograph of the composite obtained in Example 1 (4). 図12は、比較例1で得られた複合体のSEM写真である。FIG. 12 is an SEM photograph of the composite obtained in Comparative Example 1. 図13は、実施例2(3)で得られた複合体と、比較例1で得られた複合体、実施例1(2)において製造した化合物1で修飾された金ナノ粒子、リポ酸で修飾した金ナノ粒子のアガロースゲル電気泳動である。FIG. 13 shows the complex obtained in Example 2 (3), the complex obtained in Comparative Example 1, the gold nanoparticles modified with Compound 1 produced in Example 1 (2), and lipoic acid. Agarose gel electrophoresis of modified gold nanoparticles. 図14は、実施例2(3)で得られた複合体のTEM写真である。FIG. 14 is a TEM photograph of the composite obtained in Example 2 (3). 図15(a)は、リポ酸で修飾した金ナノ粒子の動的光散乱(DLS)の測定結果である。FIG. 15A shows the measurement results of dynamic light scattering (DLS) of gold nanoparticles modified with lipoic acid. 図15(b)は、比較例1で得られた複合体の動的光散乱(DLS)の測定結果である。FIG. 15B shows the measurement result of dynamic light scattering (DLS) of the composite obtained in Comparative Example 1. 図15(c)は、実施例2(3)で得られた複合体の動的光散乱(DLS)の測定結果である。FIG. 15C shows the measurement result of dynamic light scattering (DLS) of the composite obtained in Example 2 (3). 図16は、シトクロムb562ポリマー(III−3)のUV−visスペクトルである。FIG. 16 is a UV-vis spectrum of cytochrome b 562 polymer (III-3). 図17は、実施例3(1)において製造したクエン酸で修飾された銀ナノ粒子のUV−visスペクトルである。FIG. 17 is a UV-vis spectrum of silver nanoparticles modified with citric acid prepared in Example 3 (1). 図18は、実施例3(1)において製造したクエン酸で修飾された銀ナノ粒子の透過型電子顕微鏡写真である。FIG. 18 is a transmission electron micrograph of silver nanoparticles modified with citric acid produced in Example 3 (1). 図19は、実施例3(1)において製造した化合物1で修飾された銀ナノ粒子の透過型電子顕微鏡写真である。FIG. 19 is a transmission electron micrograph of silver nanoparticles modified with Compound 1 produced in Example 3 (1). 図20は、実施例3(1)において製造した修飾された銀ナノ粒子中に含まれる化合物1の存在を確認するためのUV−visスペクトルである。FIG. 20 is a UV-vis spectrum for confirming the presence of Compound 1 contained in the modified silver nanoparticles produced in Example 3 (1). 図21(a)は、実施例3(2)で得られた複合体のTEM写真である。FIG. 21 (a) is a TEM photograph of the composite obtained in Example 3 (2). 図21(b)は、実施例3(2)で得られた複合体のTEM写真である。FIG. 21 (b) is a TEM photograph of the composite obtained in Example 3 (2). 図22は、比較例2で得られた複合体のTEM写真である。FIG. 22 is a TEM photograph of the composite obtained in Comparative Example 2.

本発明は、前記のように、複数の金属ナノ粒子とヘムタンパク質2量体由来のアポタンパク質との複合体であって、前記金属ナノ粒子は、式(I)および/または式(II)で表される基により1箇所以上修飾され、前記金属ナノ粒子を修飾した式(I)および/または式(II)で表される基に含まれるヘムと、ヘムが除去された前記ヘムタンパク質2量体由来のアポタンパク質とが結合することにより、複数の前記金属ナノ粒子と前記タンパク質とが結合した複合体である。   The present invention, as described above, is a complex of a plurality of metal nanoparticles and an apoprotein derived from a heme protein dimer, wherein the metal nanoparticles are represented by formula (I) and / or formula (II): Heme contained in the group represented by formula (I) and / or formula (II) modified with one or more sites by the group represented and modified with the metal nanoparticles, and the amount of heme protein from which heme has been removed It is a complex in which a plurality of the metal nanoparticles and the protein are bound by binding to apoprotein derived from the body.

また、本発明において、前記ヘムタンパク質2量体は、シトクロム、ヘモグロビン、ミオグロビンまたはペルオキシダーゼの2量体であるのが好ましい。   In the present invention, the hemoprotein dimer is preferably a dimer of cytochrome, hemoglobin, myoglobin, or peroxidase.

また、本発明において、前記金属ナノ粒子は、金ナノ粒子、銀ナノ粒子、白金ナノ粒子、パラジウムナノ粒子、硫化カドミウム(CdS)ナノ粒子、セレン化カドミウム(CdSe)ナノ粒子、テルル化カドミウム(CdTe)ナノ粒子、硫化亜鉛(ZnS)ナノ粒子、セレン化亜鉛(ZnSe)ナノ粒子、もしくはテルル化亜鉛(ZnTe)ナノ粒子または、硫化カドミウム(CdS)、セレン化カドミウム(CdSe)、テルル化カドミウム(CdTe)、硫化亜鉛(ZnS)、セレン化亜鉛(ZnSe)およびテルル化亜鉛(ZnTe)からなる群から選択される2種類から構成されるコア/シェル型のナノ粒子であるのが好ましい。   In the present invention, the metal nanoparticles include gold nanoparticles, silver nanoparticles, platinum nanoparticles, palladium nanoparticles, cadmium sulfide (CdS) nanoparticles, cadmium selenide (CdSe) nanoparticles, cadmium telluride (CdTe). ) Nanoparticles, zinc sulfide (ZnS) nanoparticles, zinc selenide (ZnSe) nanoparticles, or zinc telluride (ZnTe) nanoparticles or cadmium sulfide (CdS), cadmium selenide (CdSe), cadmium telluride (CdTe) ), Zinc sulfide (ZnS), zinc selenide (ZnSe), and zinc telluride (ZnTe), core / shell type nanoparticles composed of two types selected from the group consisting of zinc telluride (ZnTe) are preferable.

また、本発明は、本発明の複合体の製造方法であって、
複数の金属ナノ粒子と式(I’)および/または式(II’)で表されるジスルフィド体と反応させて、金属ナノ粒子を式(I)および/または式(II)で表される基により1箇所以上修飾し、
複数の前記修飾された金属ナノ粒子と、ヘムが除去されたヘムタンパク質2量体由来のアポタンパク質とを反応させ、前記金属ナノ粒子を修飾した式(I)および/または式(II)で表される基に含まれるヘムと、ヘムが除去された前記ヘムタンパク質2量体由来のアポタンパク質とが結合することにより、複数の前記金属ナノ粒子と前記タンパク質とが結合した複合体を得る。
The present invention also provides a method for producing the composite of the present invention,
A group represented by formula (I) and / or formula (II) is obtained by reacting a plurality of metal nanoparticles with a disulfide represented by formula (I ′) and / or formula (II ′). To modify one or more places
A plurality of the modified metal nanoparticles are reacted with apoprotein derived from a heme protein dimer from which heme has been removed, and the metal nanoparticles are modified by the formula (I) and / or the formula (II). When the heme contained in the group to be bonded to the apoprotein derived from the heme protein dimer from which heme has been removed, a complex in which a plurality of the metal nanoparticles and the protein are bound is obtained.

式(I)および/または式(II)で表される基は、1箇所以上、金属ナノ粒子を修飾してもよい。前記基で2箇所以上金属ナノ粒子を修飾する場合、全ての種類が式(I)で表される基、または全ての種類が式(II)で表される基、または、式(I)で表される基と式(II)で表される基の混合物であってもよい。   The group represented by the formula (I) and / or the formula (II) may modify the metal nanoparticles at one or more positions. When modifying metal nanoparticles at two or more locations with the group, all types are groups represented by formula (I), all types are groups represented by formula (II), or formula (I) It may be a mixture of the group represented by the group represented by the formula (II).

本発明において、「低級」は特に指示がなければ、炭素原子が1〜6個、好ましくは炭素原子1〜4個を意味する。   In the present invention, “lower” means 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, unless otherwise specified.

「低級アルキル基」としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、t−ブチル、ペンチル、ネオペンチル、ヘキシル等のような直鎖状もしくは分岐鎖状の炭素数1〜6のアルカンの残基を意味する。低級アルキル基の好ましい例としては、炭素数1〜5のアルキルが挙げられる。好ましい炭素数1〜5のアルキルとしては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、第三級ブチル、ペンチル、ネオペンチル等が挙げられる。   As the “lower alkyl group”, the residue of a linear or branched alkane having 1 to 6 carbon atoms such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, t-butyl, pentyl, neopentyl, hexyl, etc. Means group. Preferable examples of the lower alkyl group include alkyl having 1 to 5 carbon atoms. Preferable alkyl having 1 to 5 carbon atoms includes methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, tertiary butyl, pentyl, neopentyl and the like.

「低級アルケニル基」としては、ビニル、アリル、イソプロペニル、1−、2−もしくは3−ブテニル、1−、2−、3−もしくは4−ペンテニル、1−、2−、3−、4−もしくは5−へキセニル等の炭素数2〜6個を有する直鎖または分枝鎖アルケニル基が挙げられる。好ましい低級アルケニル基としては、ビニルが挙げられる。   As the “lower alkenyl group”, vinyl, allyl, isopropenyl, 1-, 2- or 3-butenyl, 1-, 2-, 3- or 4-pentenyl, 1-, 2-, 3-, 4- or Examples thereof include straight-chain or branched alkenyl groups having 2 to 6 carbon atoms such as 5-hexenyl. Preferred lower alkenyl groups include vinyl.

前記複合体としては、前記式(I)および式(II)中、Yが−Z1−Y1−Z2−Y2−で表される場合、Yとしては、例えば、以下の表で表されるNo.1〜No.27の式が挙げられる。   As the complex, in the formulas (I) and (II), when Y is represented by -Z1-Y1-Z2-Y2-, Y is, for example, No. represented by the following table. 1-No. There are 27 formulas.

Yが−Z1−Y1−Z2−Y2−で表される場合、前記表1中のNo.1、2、3、10、11、12、19、20、21の式で表される基が好ましく、No.1、2、3の式で表される基がより好ましい。   When Y is represented by -Z1-Y1-Z2-Y2-, no. Groups represented by the formulas 1, 2, 3, 10, 11, 12, 19, 20, 21 are preferred. Groups represented by the formulas 1, 2, and 3 are more preferable.

前記複合体としては、前記式(I)および式(II)中、Yが−Z1−Y1−で表される場合、Yとしては、例えば、以下の表で表されるNo.30〜No.35の式が挙げられる。   As the complex, in the formulas (I) and (II), when Y is represented by -Z1-Y1-, Y is, for example, No. represented by the following table. 30-No. There are 35 formulas.

Yが−Z1−Y1−で表される場合、前記表2中のNo30、31の式で表される基が好ましく、No.30の式で表される基がより好ましい。   When Y is represented by -Z1-Y1-, groups represented by the formulas of Nos. 30 and 31 in Table 2 are preferred. The group represented by the formula of 30 is more preferable.

また、前記複合体としては、前記式(I)および式(II)中、R、R、RおよびRは、それぞれ独立して、低級アルキル基または低級アルケニル基を意味し、
Yは、−Z1−Y1−Z2−Y2−または−Z1−Y1−で表される基であり、ただし、Z1は式(I)および式(II)中、−CO−と結合する基を意味し、
Y1およびY2は、独立に、−(CHn1−、−(CHn1−O−(CHn2−O−(CHn3−または−(CHn1−O−(CHn2−O−(CHn3−O−(CHn4−で表わされる基であり、ここでn1、n2、n3、およびn4は、それぞれ独立して1〜20の整数を意味し、
Z1は、O、NHおよびSからなる群から選択され、
Z2は、NHCO、CONHおよびNHからなる群から選択され、
Mは、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Co2+、Co3+、Mn2+およびMn3+からなる群から選択され、
前記ヘムタンパク質2量体は、天然のヘムタンパク質のアミノ酸配列中、1つのアミノ酸残基をシステイン残基に置き換えた変異体が好ましい。
Moreover, as said composite_body | complex, in said Formula (I) and Formula (II), R < 1 >, R < 2 >, R < 3 > and R < 4 > respectively independently mean a lower alkyl group or a lower alkenyl group,
Y is a group represented by -Z1-Y1-Z2-Y2- or -Z1-Y1-, wherein Z1 means a group bonded to -CO- in formula (I) and formula (II). And
Y1 and Y2 are independently, - (CH 2) n1 - , - (CH 2) n1 -O- (CH 2) n2 -O- (CH 2) n3 - or - (CH 2) n1 -O- ( CH 2) n2 -O- (CH 2 ) n3 -O- (CH 2) n4 - a group represented by where n1, n2, n3, and n4 are integers from 1 to 20 independently Means
Z1 is selected from the group consisting of O, NH and S;
Z2 is selected from the group consisting of NHCO, CONH and NH;
M is selected from the group consisting of Fe 2+ , Fe 3+ , Zn 2+ , Co 2+ , Co 3+ , Mn 2+ and Mn 3+ ,
The hemoprotein dimer is preferably a mutant in which one amino acid residue is replaced with a cysteine residue in the amino acid sequence of a natural hemoprotein.

本発明における複合体は、溶媒和物の形をとることもありうるが、これも本発明の範囲に含まれる。溶媒和物としては、好ましくは、水和物、エタノール和物、ジメチルスルフィド和物、ジメチルホルムアミド和物、ピリジン和物が挙げられる。   The complex in the present invention may take the form of a solvate, which is also included in the scope of the present invention. Preferred solvates include hydrates, ethanol solvates, dimethyl sulfide solvates, dimethylformamide solvates and pyridine solvates.

前記「ヘムタンパク質2量体由来のアポタンパク質」は、天然のヘムタンパク質のアミノ酸配列中、1つのアミノ酸残基をシステイン残基に置き換えた変異体である。この天然のヘムタンパク質は、ヘムを1以上有するタンパク質であれば特に限定されないが、例えば、シトクロム、ヘモグロビン、ミオグロビン、またはペルオキシダーゼが挙げられる。前記シトクロムとしては、例えばシトクロムb562、シトクロムb、シトクロムP450CAMが挙げられ、中でもシトクロムb562が好ましい。前記ヘモグロビンとしては、例えばヘモグロビン(human)、ヘモグロビン(bovine)、ヘモグロビン(equine)、ヘモグロビン(rat)が挙げられ、中でもヘモグロビン(human)が好ましい。前記ミオグロビンとしては、例えばミオグロビン(sus scrofa)、ミオグロビン(equine)、ミオグロビン(human)、ミオグロビン(sperm whale)が挙げられ、中でもミオグロビン(sperm whale)およびミオグロビン(sus scrofa)が好ましい。前記ペルオキシダーゼとしては、例えば、西洋ワサビペルオキシダーゼ、クロロペルオキシダーゼ、カタラーゼが挙げられ、中でも西洋ワサビペルオキシダーゼが好ましい。The “apoprotein derived from a heme protein dimer” is a mutant in which one amino acid residue is replaced with a cysteine residue in the amino acid sequence of a natural heme protein. The natural heme protein is not particularly limited as long as it is a protein having one or more heme, and examples thereof include cytochrome, hemoglobin, myoglobin, and peroxidase. Examples of the cytochrome include cytochrome b 562 , cytochrome b 5 and cytochrome P450 CAM , and among them, cytochrome b 562 is preferable. Examples of the hemoglobin include hemoglobin (human), hemoglobin (bovine), hemoglobin (equine), and hemoglobin (rat). Among them, hemoglobin (human) is preferable. Examples of the myoglobin include myoglobin (sus scrofa), myoglobin (equine), myoglobin (human), and myoglobin (sperm whale). Among them, myoglobin (sperm whale) and myoglobin (sus scrofa) are preferable. Examples of the peroxidase include horseradish peroxidase, chloroperoxidase, and catalase. Among them, horseradish peroxidase is preferable.

本発明において、前記天然のヘムタンパク質のアミノ酸配列中、1つのアミノ酸残基をシステイン残基に置き換えた変異体は、例えば、シトクロムの場合、(a)配列番号1で表わされるアミノ酸配列の1つのアミノ酸がシステインに置換されたアミノ酸配列からなるタンパク質、(b)配列番号1で表わされるアミノ酸配列の1つのアミノ酸がシステインに置換されたアミノ酸配列において、1もしくは2個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつシトクロムとして機能するタンパク質を意味する。なお、前記配列番号1で表わされるアミノ酸配列は、天然のシトクロムb562のアミノ酸配列である。天然のシトクロムb562のアミノ酸配列は、配列番号1で表わされるアミノ酸配列に限定されず、Protein Data Bankにおいて、適切なものを選択すればよい。具体的には、ID番号1QPU(1999年6月2日付)のものが挙げられ、前記配列番号1で表わされるアミノ酸配列は、ID番号1QPUのものに対応する。システインに置き換えられる前記1つのアミノ酸残基は、前記シトクロムが立体構造をとる際、構造の外側に配置されるようなアミノ酸残基が好ましい。また、システイン残基に置き換えられたことにより、前記シトクロムに含まれるヘムの構造に影響を与えない必要がある。このような置換を行うため、例えば配列番号1のアミノ酸配列において、第1〜106番目のアミノ酸残基、好ましくは第60、62、63、66、67、70、73、74、76、78、89、90、96、99および100番目のアミノ酸残基、より好ましくは第60、第63、第66、第67および第100番目のアミノ酸残基をシステイン残基に置き換えることができる。In the present invention, a mutant in which one amino acid residue is replaced with a cysteine residue in the amino acid sequence of the natural heme protein is, for example, cytochrome (a) one of the amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 1 A protein comprising an amino acid sequence in which an amino acid is substituted with cysteine; (b) one or two amino acids in the amino acid sequence in which one amino acid of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 is substituted with cysteine, A protein consisting of an added amino acid sequence and functioning as cytochrome. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 is the amino acid sequence of natural cytochrome b 562 . The amino acid sequence of natural cytochrome b 562 is not limited to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, and an appropriate one may be selected in the Protein Data Bank. Specific examples include ID number 1QPU (June 2, 1999), and the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 corresponds to that of ID number 1QPU. The one amino acid residue that is replaced by cysteine is preferably an amino acid residue that is located outside the structure when the cytochrome takes a three-dimensional structure. Moreover, it is necessary that the replacement with a cysteine residue does not affect the structure of the heme contained in the cytochrome. In order to perform such substitution, for example, in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, the first to 106th amino acid residues, preferably 60, 62, 63, 66, 67, 70, 73, 74, 76, 78, The 89th, 90th, 96th, 99th and 100th amino acid residues, more preferably the 60th, 63rd, 66th, 67th and 100th amino acid residues can be replaced with cysteine residues.

また、このようなヘムタンパク質の変異体は、例えば、ヘモグロビンの場合、(a)配列番号9または配列番号10で表わされるアミノ酸配列の1つのアミノ酸がシステインに置換されたアミノ酸配列からなるタンパク質、(b)配列番号9または配列番号10で表わされるアミノ酸配列の1つのアミノ酸がシステインに置換されたアミノ酸配列において、1もしくは2個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつヘモグロビン(human)として機能するタンパク質を意味する。なお、前記配列番号9で表わされるアミノ酸配列は、天然のヘモグロビンαサブユニットのアミノ酸配列であり、前記配列番号10で表わされるアミノ酸配列は、天然のヘモグロビンのβサブユニットのアミノ酸配列である。天然のヘモグロビンのアミノ酸配列は、配列番号9および配列番号10で表わされるアミノ酸配列に限定されず、Protein Data Bankにおいて、適切なものを選択すればよい。具体的には、ID番号1GZX(2002年7月8日付)のものが挙げられ、前記配列番号9および配列番号10で表わされるアミノ酸配列は、ID番号1GZXのものに対応する。システインに置き換えらえる前記1つのアミノ酸残基は、前記ヘモグロビンが立体構造をとる際、構造の外側に配置されるようなアミノ酸残基が好ましい。また、システイン残基に置き換えられたことにより、前記ヘモグロビンに含まれるヘムの構造に影響を与えない必要がある。   In addition, for example, in the case of hemoglobin, such a hemoprotein variant is (a) a protein comprising an amino acid sequence in which one amino acid of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 10 is substituted with cysteine, ( b) an amino acid sequence in which one or two amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence in which one amino acid of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9 or 10 is substituted with cysteine, and hemoglobin A protein that functions as (human). The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9 is the amino acid sequence of the natural hemoglobin α subunit, and the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10 is the amino acid sequence of the β subunit of natural hemoglobin. The amino acid sequence of natural hemoglobin is not limited to the amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 9 and SEQ ID NO: 10, and an appropriate one may be selected in the Protein Data Bank. Specific examples include those with ID number 1GZX (July 8, 2002), and the amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 9 and SEQ ID NO: 10 correspond to those with ID number 1GZX. The one amino acid residue that can be replaced with cysteine is preferably an amino acid residue that is located outside the structure when the hemoglobin takes a three-dimensional structure. Moreover, it is necessary that the replacement with a cysteine residue does not affect the structure of the heme contained in the hemoglobin.

また、このようなヘムタンパク質の変異体は、例えば、ミオグロビンの場合、(a)配列番号2で表わされるアミノ酸配列の1つのアミノ酸がシステインに置換されたアミノ酸配列からなるタンパク質、(b)配列番号2で表わされるアミノ酸配列の1つのアミノ酸がシステインに置換されたアミノ酸配列において、1もしくは2個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつミオグロビンとして機能するタンパク質を意味する。なお、前記配列番号2で表わされるアミノ酸配列は、野生型のミオグロビン(sperm whale)のアミノ酸配列である。前記配列番号2で表わされるアミノ酸配列は、天然型のアミノ酸配列(実際に鯨から抽出したタンパク質のアミノ酸配列)の第1番目のアミノ酸残基Valの前に、アミノ酸残基としてMetをさらに含むものである。さらに、天然型のアミノ酸配列の第122番目のアミノ酸残基であるアスパラギン酸は、前記配列番号2で表わされるアミノ酸配列の第123番目に対応するが、そのアミノ酸残基は、アスパラギンに置き換えられている。野生型のミオグロビンのアミノ酸配列は、配列番号2で表わされるアミノ酸配列に限定されず、Protein Data Bankにおいて、適切なものを選択すればよい。具体的には、ID番号2MBW(1996年6月20日付)のものが挙げられ、前記配列番号2で表わされるアミノ酸配列は、ID番号2MBWのものに対応する。システインに置き換えらえる前記1つのアミノ酸残基は、前記ミオグロビンが立体構造をとる際、構造の外側に配置されるようなアミノ酸残基が好ましい。また、システイン残基に置き換えられたことにより、前記ミオグロビンに含まれるヘムの構造に影響を与えない必要がある。このような置換を行うため、例えば配列番号2のアミノ酸配列において、第1〜154番目のアミノ酸残基、好ましくは第9、13、17、54,103,107,114、118、122、126、127、134、141および148番目のアミノ酸残基、より好ましくは第126および第134番目のアミノ酸残基をシステイン残基に置き換えることができる。   For example, in the case of myoglobin, such a variant of heme protein is (a) a protein comprising an amino acid sequence in which one amino acid of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 is substituted with cysteine, and (b) SEQ ID NO: It means an amino acid sequence in which one or two amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence in which one amino acid of the amino acid sequence represented by 2 is substituted with cysteine, and which functions as myoglobin. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 is an amino acid sequence of wild-type myoglobin (sperm whale). The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 further includes Met as an amino acid residue before the first amino acid residue Val of the natural amino acid sequence (the amino acid sequence of the protein actually extracted from whale). . Furthermore, aspartic acid, which is the 122nd amino acid residue in the natural amino acid sequence, corresponds to the 123rd amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, but the amino acid residue is replaced by asparagine. Yes. The amino acid sequence of wild-type myoglobin is not limited to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, and an appropriate one may be selected in the Protein Data Bank. Specific examples include those with ID number 2 MBW (June 20, 1996), and the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 corresponds to that with ID number 2 MBW. The one amino acid residue that can be replaced by cysteine is preferably an amino acid residue that is located outside the structure when the myoglobin takes a three-dimensional structure. Moreover, it is necessary that the replacement with a cysteine residue does not affect the structure of the heme contained in the myoglobin. In order to perform such substitution, for example, in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, the first to 154th amino acid residues, preferably the ninth, 13, 17, 54, 103, 107, 114, 118, 122, 126, The 127th, 134th, 141st and 148th amino acid residues, more preferably the 126th and 134th amino acid residues can be replaced with cysteine residues.

また、このようなヘムタンパク質の変異体は、例えば、西洋ワサビペルオキシダーゼの場合、(a)配列番号3で表わされるアミノ酸配列の1つのアミノ酸がシステインに置換されたアミノ酸配列からなるタンパク質、(b)配列番号1で表わされるアミノ酸配列の1つのアミノ酸がシステインに置換されたアミノ酸配列において、1もしくは2個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ西洋ワサビペルオキシダーゼ活性を有するタンパク質を意味する。なお、前記配列番号3で表わされるアミノ酸配列は、天然の西洋ワサビペルオキシダーゼのアミノ酸配列である。天然の西洋ワサビペルオキシダーゼのアミノ酸配列は、配列番号3で表わされるものに限定されず、Protein Data Bankにおいて、適切なものを選択すればよい。具体的には、ID番号1ATJ(1998年2月4日付)のものが挙げられ、前記配列番号3で表わされるアミノ酸配列は、ID番号1ATJのものに対応する。システインに置き換えられる前記1つのアミノ酸残基は、前記西洋ワサビペルオキシダーゼが立体構造をとる際、構造の外側に配置されるようなアミノ酸残基が好ましい。また、システイン残基に置き換えられたことにより、前記西洋ワサビペルオキシダーゼに含まれるヘムの構造に影響を与えない必要がある。   In addition, for example, in the case of horseradish peroxidase, such a variant of heme protein is (a) a protein comprising an amino acid sequence in which one amino acid of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3 is substituted with cysteine, (b) A protein comprising an amino acid sequence in which one or two amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence in which one amino acid of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 is substituted with cysteine, and having horseradish peroxidase activity Means. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3 is the amino acid sequence of natural horseradish peroxidase. The amino acid sequence of natural horseradish peroxidase is not limited to that represented by SEQ ID NO: 3, and an appropriate one may be selected in Protein Data Bank. Specific examples include those with ID number 1ATJ (February 4, 1998), and the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3 corresponds to that with ID number 1ATJ. The one amino acid residue to be replaced with cysteine is preferably an amino acid residue that is located outside the structure when the horseradish peroxidase takes a three-dimensional structure. Moreover, it is necessary that the replacement with a cysteine residue does not affect the structure of heme contained in the horseradish peroxidase.

前記複合体としては、前記のように、前記ヘムタンパク質2量体が、シトクロム、ヘモグロビン、ミオグロビンまたはペルオキシダーゼの2量体であるのが好ましく、配列番号1で表わされるアミノ酸配列を有するシトクロムであり、前記1つのアミノ酸残基が第63番目のヒスチジンであるか、または、配列番号2で表わされるアミノ酸配列を有するミオグロビンであり、前記1つのアミノ酸残基が第126番目のアラニンであるのがより好ましい。   As the complex, as described above, the hemoprotein dimer is preferably a cytochrome, hemoglobin, myoglobin, or peroxidase dimer, and is a cytochrome having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1. More preferably, the one amino acid residue is the 63rd histidine or myoglobin having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, and the one amino acid residue is the 126th alanine. .

前記金属ナノ粒子としては、市販のものを使用してもよいし、文献を参考にして製造して入手してもよい。そのような文献としては、例えばG. Frens, Nature (London) Phys. Sci. 1973, 241, 20が挙げられる。   As said metal nanoparticle, a commercially available thing may be used, and it may manufacture and obtain with reference to literature. Examples of such documents include G. Frens, Nature (London) Phys. Sci. 1973, 241, 20.

前記複合体としては、前記金属ナノ粒子が、金ナノ粒子、銀ナノ粒子、白金ナノ粒子、パラジウムナノ粒子、硫化カドミウム(CdS)ナノ粒子、セレン化カドミウム(CdSe)ナノ粒子、テルル化カドミウム(CdTe)ナノ粒子、硫化亜鉛(ZnS)ナノ粒子、セレン化亜鉛(ZnSe)ナノ粒子、もしくはテルル化亜鉛(ZnTe)ナノ粒子または、硫化カドミウム(CdS)、セレン化カドミウム(CdSe)、テルル化カドミウム(CdTe)、硫化亜鉛(ZnS)、セレン化亜鉛(ZnSe)およびテルル化亜鉛(ZnTe)からなる群から選択される2種類から構成されるコア/シェル型のナノ粒子であるのが好ましい。   In the composite, the metal nanoparticles include gold nanoparticles, silver nanoparticles, platinum nanoparticles, palladium nanoparticles, cadmium sulfide (CdS) nanoparticles, cadmium selenide (CdSe) nanoparticles, cadmium telluride (CdTe). ) Nanoparticles, zinc sulfide (ZnS) nanoparticles, zinc selenide (ZnSe) nanoparticles, or zinc telluride (ZnTe) nanoparticles or cadmium sulfide (CdS), cadmium selenide (CdSe), cadmium telluride (CdTe) ), Zinc sulfide (ZnS), zinc selenide (ZnSe), and zinc telluride (ZnTe), core / shell type nanoparticles composed of two types selected from the group consisting of zinc telluride (ZnTe) are preferable.

前記金属ナノ粒子の粒径は、例えば1nm〜2500nm、好ましくは1nm〜100nm、より好ましくは1nm〜20nmである。   The particle size of the metal nanoparticles is, for example, 1 nm to 2500 nm, preferably 1 nm to 100 nm, more preferably 1 nm to 20 nm.

また、前記複合体としては、前記式(I)および/または式(II)中、R、R、RおよびRは、それぞれ独立して、低級アルキル基または低級アルケニル基を意味し、Yは、式−NH−(CHn1−NH−CO−(CHn2−で表わされる基であり、ここでn1およびn2は、それぞれ独立して1〜20の整数を意味し、−NH−は式(I)および/または式(II)中、−CO−と結合する基を意味し、前記ヘムタンパク質2量体が、シトクロムまたはミオグロビンの2量体であり、前記金属ナノ粒子が、金ナノ粒子または銀ナノ粒子であるのがより好ましい。In the complex (R), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 in the formula (I) and / or formula (II) each independently represents a lower alkyl group or a lower alkenyl group. , Y is a group represented by the formula —NH— (CH 2 ) n1 —NH—CO— (CH 2 ) n2 —, wherein n1 and n2 each independently represents an integer of 1 to 20 , -NH- means a group that binds to -CO- in formula (I) and / or formula (II), the hemoprotein dimer is a dimer of cytochrome or myoglobin, and the metal nano More preferably, the particles are gold nanoparticles or silver nanoparticles.

また、前記複合体としては、前記式(I)および/または式(II)中、R、R、RおよびRは、それぞれ独立して、低級アルキル基または低級アルケニル基を意味し、Yは、式−NH−(CHn1−NH−CO−(CHn2−で表わされる基であり、ここでn1およびn2は、それぞれ独立して1〜20の整数を意味し、−NH−は式(I)および/または式(II)中、−CO−と結合する基を意味し、前記ヘムタンパク質2量体が、配列番号1で表わされるアミノ酸配列を有するシトクロムであり、前記1つのアミノ酸残基が第63番目のヒスチジンであるか、または、配列番号2で表わされるアミノ酸配列を有するミオグロビンであり、前記1つのアミノ酸残基が第126番目のアラニンである2量体であり、前記金属ナノ粒子が、金ナノ粒子または銀ナノ粒子であるのがさらに好ましい。In the complex (R), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 in the formula (I) and / or formula (II) each independently represents a lower alkyl group or a lower alkenyl group. , Y is a group represented by the formula —NH— (CH 2 ) n1 —NH—CO— (CH 2 ) n2 —, wherein n1 and n2 each independently represents an integer of 1 to 20 , -NH- means a group that binds to -CO- in formula (I) and / or formula (II), and the heme protein dimer is cytochrome having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1. A dimer in which the one amino acid residue is the 63rd histidine or myoglobin having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and the one amino acid residue is the 126th alanine so Ri, wherein the metal nanoparticles, and even more preferably gold nanoparticles or silver nanoparticles.

次に、本発明の複合体の製造方法の一例を説明する。   Next, an example of the manufacturing method of the composite_body | complex of this invention is demonstrated.

前記のように、本発明の複合体は、(a)複数の金属ナノ粒子と式(I’)および/または式(II’)で表されるジスルフィド体と反応させて、金属ナノ粒子を式(I)および/または式(II)で表される基により1箇所以上修飾し、(b)複数の前記修飾された金属ナノ粒子と、ヘムが除去されたヘムタンパク質2量体由来のアポタンパク質とを反応させ、前記金属ナノ粒子を修飾した式(I)および/または式(II)で表される基に含まれるヘムと、ヘムが除去された前記ヘムタンパク質2量体由来のアポタンパク質とが結合することにより、複数の前記金属ナノ粒子と前記タンパク質とが結合した複合体を得ることができる。   As described above, the composite of the present invention is obtained by reacting (a) a plurality of metal nanoparticles with a disulfide represented by the formula (I ′) and / or the formula (II ′) to form metal nanoparticles. (A) apoprotein derived from a hemoprotein dimer that has been modified with one or more groups represented by (I) and / or formula (II), and (b) a plurality of the modified metal nanoparticles and heme removed And the heme contained in the group represented by the formula (I) and / or the formula (II) modified with the metal nanoparticles, and the apoprotein derived from the heme protein dimer from which heme has been removed, By binding, a complex in which a plurality of the metal nanoparticles and the protein are bound can be obtained.

前記(a)複数の金属ナノ粒子と式(I’)および/または式(II’)で表されるジスルフィド体と反応させて、金属ナノ粒子を式(I)および/または式(II)で表される基により1箇所以上修飾する工程は、例えば、以下のようにして行うことができる。   (A) reacting a plurality of metal nanoparticles with a disulfide compound represented by formula (I ′) and / or formula (II ′) to form metal nanoparticles according to formula (I) and / or formula (II) The process of modifying one or more places with the group represented can be performed as follows, for example.

まず、複数の金属ナノ粒子、例えばクエン酸で保護された金属ナノ粒子の溶液をアルカリ性にし、そこへ、過剰量の式(I’)および/または式(II’)で表されるジスルフィド体と、過剰量のリポ酸とを混合して、インキュベートする。その後、未反応の式(I’)および/または式(II’)で表されるジスルフィド体と、未反応のリポ酸とを除去して、金属ナノ粒子を式(I)および/または式(II)で表される基により1箇所以上修飾することができる。これは、金属ナノ粒子とジスルフィド化合物(ジスルフィド体やリポ酸)とを混合すると、ジスルフィド結合が切断され、「−S−」結合を介して金属ナノ粒子とリポ酸とが結合することが知られていることに基づく。   First, a solution of a plurality of metal nanoparticles, for example, a metal nanoparticle protected with citric acid, is made alkaline, and an excessive amount of a disulfide compound represented by formula (I ′) and / or formula (II ′) is added thereto. Mix and incubate with excess amount of lipoic acid. Thereafter, the unreacted disulfide compound represented by the formula (I ′) and / or the formula (II ′) and the unreacted lipoic acid are removed, and the metal nanoparticles are converted into the formula (I) and / or the formula ( It can be modified at one or more positions by the group represented by II). It is known that when metal nanoparticles and disulfide compounds (disulfide and lipoic acid) are mixed, the disulfide bond is cleaved, and the metal nanoparticles and lipoic acid are bonded via the “-S-” bond. Based on being.

前記(a)工程において、金属ナノ粒子と式(I’)および/または式(II’)で表されるジスルフィド体との反応は、不活性ガス(例えばアルゴン、窒素等)雰囲気下に溶媒中で行うことができる。   In the step (a), the reaction between the metal nanoparticles and the disulfide represented by the formula (I ′) and / or the formula (II ′) is carried out in a solvent under an inert gas (eg, argon, nitrogen, etc.) atmosphere. Can be done.

前記(a)工程において、反応溶媒は限定されないが、例えば、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール等)、水、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等の極性溶媒、緩衝液(例えば、トリス塩酸緩衝液、リン酸緩衝液、ホウ酸緩衝液、炭酸緩衝液)等が挙げられる。   In the step (a), the reaction solvent is not limited. For example, polar solvents such as alcohols (eg, methanol, ethanol, etc.), water, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, etc., buffer solutions (eg, Tris-HCl buffer solution, phosphorus Acid buffer, borate buffer, carbonate buffer) and the like.

前記(a)工程において、反応温度は限定されないが、例えば0℃〜100℃、好ましくは4℃〜40℃、より好ましくは4℃〜10℃である。前記(a)工程において、反応時間は限定されないが、例えば1分〜60時間、好ましくは1時間〜12時間、より好ましくは6時間〜10時間である。   In the step (a), the reaction temperature is not limited, and is, for example, 0 ° C to 100 ° C, preferably 4 ° C to 40 ° C, more preferably 4 ° C to 10 ° C. In the step (a), the reaction time is not limited, but is, for example, 1 minute to 60 hours, preferably 1 hour to 12 hours, more preferably 6 hours to 10 hours.

前記(a)工程において、過剰量の式(I’)および/または式(II’)で表されるジスルフィド体と、過剰量のリポ酸とを混合する際、リポ酸の代わりに、金属ナノ粒子を修飾することが可能な他の保護剤を用いてもよい。そのような保護剤として、例えば、アルカンチオール、メルカプトプロピオン酸等が挙げられる。   In the step (a), when an excessive amount of the disulfide compound represented by the formula (I ′) and / or the formula (II ′) is mixed with an excessive amount of lipoic acid, the metal nanoparticle is used instead of the lipoic acid. Other protective agents that can modify the particles may be used. Examples of such a protective agent include alkanethiol and mercaptopropionic acid.

前記(a)工程において用いられる式(I’)および/または式(II’)で表されるジスルフィド体は、例えば以下のようにして製造することができる。簡便化のため、式(I’)で表されるジスルフィド体の例のみ示すが、位置異性体である式(II’)で表されるジスルフィド体の場合にも、同様にして製造できる。   The disulfide compound represented by the formula (I ′) and / or the formula (II ′) used in the step (a) can be produced, for example, as follows. For simplification, only an example of the disulfide compound represented by the formula (I ′) is shown, but the disulfide compound represented by the formula (II ′) which is a positional isomer can be produced in the same manner.

前記式中、
、R、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基または低級アルケニル基を意味し、
Yは、−Z1−Y1−Z2−Y2−または−Z1−Y1−で表される基であり、ただし、Z1は式(I)および式(II)中、−CO−と結合する基を意味し、
Y1およびY2は、独立に、−(CHn1−、−(Cn5−、−(CHn1−(Cn5−、−(Cn5−(CHn1−、−(CHn1−(Cn5−(CHn2−、−(CHn1−O−(CHn2−、−(CHn1−O−(CHn2−O−(CHn3−または−(CHn1−O−(CHn2−O−(CHn3−O−(CHn4−で表わされる基であり、ここでn1、n2、n3、n4およびn5は、それぞれ独立して1〜20の整数を意味し、
Z1は、O、NHおよびSからなる群から選択され、
Z2は、NHCO、CONHおよびNHからなる群から選択され、
Mは、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Co2+、Co3+、Mn2+およびMn3+からなる群から選択され、
−O(P)は、カルボキシル基の保護基である。
In the above formula,
R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a lower alkenyl group,
Y is a group represented by -Z1-Y1-Z2-Y2- or -Z1-Y1-, wherein Z1 means a group bonded to -CO- in formula (I) and formula (II). And
Y1 and Y2 are independently, - (CH 2) n1 - , - (C 6 H 4) n5 -, - (CH 2) n1 - (C 6 H 4) n5 -, - (C 6 H 4) n5 - (CH 2) n1 -, - (CH 2) n1 - (C 6 H 4) n5 - (CH 2) n2 -, - (CH 2) n1 -O- (CH 2) n2 -, - (CH 2 ) n1 -O- (CH 2) n2 -O- (CH 2) n3 - or - (CH 2) n1 -O- ( CH 2) n2 -O- (CH 2) n3 -O- (CH 2) n4 -, Wherein n1, n2, n3, n4 and n5 each independently represents an integer of 1 to 20,
Z1 is selected from the group consisting of O, NH and S;
Z2 is selected from the group consisting of NHCO, CONH and NH;
M is selected from the group consisting of Fe 2+ , Fe 3+ , Zn 2+ , Co 2+ , Co 3+ , Mn 2+ and Mn 3+ ,
-O (P) is a protecting group for a carboxyl group.

式(III)で表されるヘム体とジスルフィド体(IV)とをカップリングさせて式(V)で表される化合物を得る。この式(V)の化合物からO(P)を脱保護し、ついでMをヘムに導入して式(I’)で表されるジスルフィドを得ることができる。   The heme body represented by the formula (III) and the disulfide body (IV) are coupled to obtain a compound represented by the formula (V). From this compound of formula (V), O (P) can be deprotected, and then M can be introduced into heme to obtain the disulfide represented by formula (I ').

天然のヘムタンパク質のアミノ酸配列中、1つのアミノ酸残基をシステイン残基に置き換えた前記変異体の遺伝子は、天然のヘムタンパク質の遺伝子の塩基配列に基づいて、モルモットのトータルRNA等を利用してクローニングしてもよく、また、ホスホロアミダイト法を利用して化学的にDNA合成してもよい。前記クローニングの方法は特に制限されず、例えば、市販のクローニングキット等を利用して行える。また、前記変異体の遺伝子を宿主細胞内に導入すればよい。   The mutant gene in which one amino acid residue is replaced with a cysteine residue in the amino acid sequence of a natural heme protein is based on the base sequence of the gene of the natural heme protein, using guinea pig total RNA or the like. Cloning may be performed, or DNA may be chemically synthesized using the phosphoramidite method. The cloning method is not particularly limited, and can be performed using, for example, a commercially available cloning kit. The mutant gene may be introduced into a host cell.

前記宿主細胞としては、例えば、動物細胞、植物細胞、昆虫細胞、酵母、細菌等が挙げられる。前記遺伝子導入方法としては、例えば、酢酸リチウム法、リン酸カルシウム法、リポソームを用いた方法、エレクトロポレーション、ウイルスベクターを用いる方法、マイクロピペットインジェクション法等があげられる。または、宿主染色体への組込み型もしくは自律複製・分配可能な人工染色体もしくはプラスミド型を用いて、それを導入してよい。   Examples of the host cell include animal cells, plant cells, insect cells, yeasts, bacteria, and the like. Examples of the gene introduction method include a lithium acetate method, a calcium phosphate method, a method using a liposome, electroporation, a method using a viral vector, a micropipette injection method, and the like. Alternatively, it may be introduced using an integration type into a host chromosome or an artificial chromosome or plasmid type capable of autonomous replication / distribution.

前記宿主細胞内に導入する遺伝子は、宿主細胞内で恒常的または任意に発現するように、必要な調節配列と作動的に連結されていることが好ましい。前記調節配列とは、宿主細胞内において、作動的に連結された前記遺伝子の発現に必要な塩基配列であって、例えば、真核細胞に適した調節配列としては、プロモーター、ポリアデニル化シグナル、エンハンサー等があげられる。前記作動的に連結とは、各構成要素が機能を果たすことができるように並置していることを意味する。   The gene to be introduced into the host cell is preferably operably linked to necessary regulatory sequences so that it is constitutively or arbitrarily expressed in the host cell. The regulatory sequence is a base sequence necessary for expression of the gene operably linked in a host cell. For example, examples of regulatory sequences suitable for eukaryotic cells include promoters, polyadenylation signals, enhancers. Etc. Said operatively connected means that the components are juxtaposed so that they can perform their functions.

本発明の複合体は、透過型電子顕微鏡(TEM)で観察したところ、2次元的に広がっていた(図9(d)参照)。このTEMによる観察から、本発明の複合体は、例えば、以下のような網目構造をとっていることが推測できる。   When the complex of the present invention was observed with a transmission electron microscope (TEM), it was spread two-dimensionally (see FIG. 9D). From observation by this TEM, it can be estimated that the composite of the present invention has, for example, the following network structure.

本発明の複合体は、前記のように2次元的に広がった構造をとることから、例えば基板上に載せた場合、薄く2次元的に広がる可能性がある。基板上の複合体を焼成、プラズマ照射、酸性水溶液による洗浄等の処理によりタンパク質を除去すると、金ナノ粒子、銀ナノ粒子、白金ナノ粒子、パラジウムナノ粒子、硫化カドミウム(CdS)ナノ粒子、セレン化カドミウム(CdSe)ナノ粒子、テルル化カドミウム(CdTe)ナノ粒子、硫化亜鉛(ZnS)ナノ粒子、セレン化亜鉛(ZnSe)ナノ粒子、もしくはテルル化亜鉛(ZnTe)ナノ粒子または、硫化カドミウム(CdS)、セレン化カドミウム(CdSe)、テルル化カドミウム(CdTe)、硫化亜鉛(ZnS)、セレン化亜鉛(ZnSe)およびテルル化亜鉛(ZnTe)からなる群から選択される2種類から構成されるコア/シェル型のナノ粒子などの金属ナノ粒子のみが基板上に残る。そうすると、間隔を空けて配置された金属ナノ粒子が配置された基板を得ることが可能である。このような基板は、金属の表面積が大きく、触媒として用いる場合に金属の量を節約することが可能である。
また、基板上の複合体は導電性を有することが期待され、分子ダイオード、分子回路等への応用も期待される。
Since the composite of the present invention has a two-dimensionally expanded structure as described above, for example, when it is placed on a substrate, it may be thinly and two-dimensionally expanded. When protein is removed by baking, plasma irradiation, washing with acidic aqueous solution, etc. on the substrate, gold nanoparticles, silver nanoparticles, platinum nanoparticles, palladium nanoparticles, cadmium sulfide (CdS) nanoparticles, selenization Cadmium (CdSe) nanoparticles, cadmium telluride (CdTe) nanoparticles, zinc sulfide (ZnS) nanoparticles, zinc selenide (ZnSe) nanoparticles, or zinc telluride (ZnTe) nanoparticles or cadmium sulfide (CdS), Core / shell type composed of two types selected from the group consisting of cadmium selenide (CdSe), cadmium telluride (CdTe), zinc sulfide (ZnS), zinc selenide (ZnSe) and zinc telluride (ZnTe) Only metal nanoparticles, such as the nanoparticles, remain on the substrate. If it does so, it is possible to obtain the board | substrate with which the metal nanoparticle arrange | positioned at intervals is arrange | positioned. Such a substrate has a large metal surface area and can save the amount of metal when used as a catalyst.
In addition, the composite on the substrate is expected to have conductivity, and application to molecular diodes, molecular circuits and the like is also expected.

さらに、基板上の複合体は、金属ナノ粒子が間隔(好ましくは等間隔)を空けて配置されていることから、金属ナノ粒子として硫化カドミウム(CdS)ナノ粒子、硫化亜鉛(ZnS)ナノ粒子等を用いた場合、半導体超微粒子(量子ドット)への応用も期待される。   Furthermore, since the composite on the substrate has metal nanoparticles arranged at intervals (preferably at equal intervals), cadmium sulfide (CdS) nanoparticles, zinc sulfide (ZnS) nanoparticles, etc. are used as metal nanoparticles. When is used, application to semiconductor ultrafine particles (quantum dots) is also expected.

また、本発明は、金属ナノ粒子とヘムタンパク質由来のアポタンパク質との複合体であってもよい。具体的には、金属ナノ粒子とヘムタンパク質由来のアポタンパク質との複合体は、前記金属ナノ粒子が式(I)および/または式(II)で表される基により1箇所以上修飾され、前記金属ナノ粒子を修飾した式(I)および/または式(II)で表される基に含まれるヘムと、ヘムが除去された前記ヘムタンパク質由来のアポタンパク質とが結合することにより、金属ナノ粒子とヘムタンパク質由来のアポタンパク質とが結合した複合体である。   The present invention may also be a complex of metal nanoparticles and heme protein-derived apoprotein. Specifically, in the complex of the metal nanoparticle and the heme protein-derived apoprotein, the metal nanoparticle is modified at least one place by a group represented by formula (I) and / or formula (II), The metal nanoparticle is formed by binding the heme contained in the group represented by the formula (I) and / or the formula (II) modified with the metal nanoparticle and the apoprotein derived from the heme protein from which heme has been removed. And a complex of heme protein-derived apoprotein.

前記式(I)および式(II)中、
、R、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基または低級アルケニル基を意味し、
Yは、−Z1−Y1−Z2−Y2−または−Z1−Y1−で表される基であり、ただし、Z1は式(I)および式(II)中、−CO−と結合する基を意味し、
Y1およびY2は、独立に、−(CHn1−、−(Cn5−、−(CHn1−(Cn5−、−(Cn5−(CHn1−、−(CHn1−(Cn5−(CHn2−、−(CHn1−O−(CHn2−、−(CHn1−O−(CHn2−O−(CHn3−または−(CHn1−O−(CHn2−O−(CHn3−O−(CHn4−で表わされる基であり、ここでn1、n2、n3、n4およびn5は、それぞれ独立して1〜20の整数を意味し、
Z1は、O、NHおよびSからなる群から選択され、
Z2は、NHCO、CONHおよびNHからなる群から選択され、
Mは、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Co2+、Co3+、Mn2+およびMn3+からなる群から選択される。
In the formula (I) and the formula (II),
R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a lower alkenyl group,
Y is a group represented by -Z1-Y1-Z2-Y2- or -Z1-Y1-, wherein Z1 means a group bonded to -CO- in formula (I) and formula (II). And
Y1 and Y2 are independently, - (CH 2) n1 - , - (C 6 H 4) n5 -, - (CH 2) n1 - (C 6 H 4) n5 -, - (C 6 H 4) n5 - (CH 2) n1 -, - (CH 2) n1 - (C 6 H 4) n5 - (CH 2) n2 -, - (CH 2) n1 -O- (CH 2) n2 -, - (CH 2 ) n1 -O- (CH 2) n2 -O- (CH 2) n3 - or - (CH 2) n1 -O- ( CH 2) n2 -O- (CH 2) n3 -O- (CH 2) n4 -, Wherein n1, n2, n3, n4 and n5 each independently represents an integer of 1 to 20,
Z1 is selected from the group consisting of O, NH and S;
Z2 is selected from the group consisting of NHCO, CONH and NH;
M is selected from the group consisting of Fe 2+ , Fe 3+ , Zn 2+ , Co 2+ , Co 3+ , Mn 2+ and Mn 3+ .

前記金属ナノ粒子とヘムタンパク質由来のアポタンパク質との複合体において、式(I)および/または式(II)におけるR、R、R、R、Yおよび金属ナノ粒子については、複数の金属ナノ粒子とヘムタンパク質2量体由来のアポタンパク質との複合体におけるR、R、R、R、Yおよび金属ナノ粒子と同様である。また、「ヘムタンパク質由来のアポタンパク質」については、前記「ヘムタンパク質2量体由来のアポタンパク質」と同様である。In the complex of the metal nanoparticles and heme protein-derived apoprotein, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , Y and the metal nanoparticles in formula (I) and / or formula (II) This is the same as R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , Y and the metal nanoparticles in the complex of the metal nanoparticles and the apoprotein derived from the hemoprotein dimer. The “hemoprotein-derived apoprotein” is the same as the “hemoprotein dimer-derived apoprotein”.

前記金属ナノ粒子とヘムタンパク質由来のアポタンパク質との複合体としては、前記式(I)および/または式(II)中、R、R、RおよびRは、それぞれ独立して、低級アルキル基または低級アルケニル基を意味し、Yは、式−NH−(CHn1−NH−CO−(CHn2−で表わされる基であり、ここでn1およびn2は、それぞれ独立して1〜20の整数を意味し、−NH−は式(I)および/または式(II)中、−CO−と結合する基を意味し、前記ヘムタンパク質が、シトクロムまたはミオグロビンであり、前記金属ナノ粒子が、金ナノ粒子または銀ナノ粒子であるのがより好ましい。As the complex of the metal nanoparticles and the apoprotein derived from heme protein, in the formula (I) and / or formula (II), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently Y represents a lower alkyl group or a lower alkenyl group, and Y is a group represented by the formula —NH— (CH 2 ) n1 —NH—CO— (CH 2 ) n2 —, wherein n1 and n2 are each independently In the formula (I) and / or formula (II), -NH- means a group that binds to -CO-, and the heme protein is cytochrome or myoglobin, More preferably, the metal nanoparticles are gold nanoparticles or silver nanoparticles.

また、前記金属ナノ粒子とヘムタンパク質由来のアポタンパク質との複合体としては、前記式(I)および/または式(II)中、R、R、RおよびRは、それぞれ独立して、低級アルキル基または低級アルケニル基を意味し、Yは、式−NH−(CHn1−NH−CO−(CHn2−で表わされる基であり、ここでn1およびn2は、それぞれ独立して1〜20の整数を意味し、−NH−は式(I)および/または式(II)中、−CO−と結合する基を意味し、前記ヘムタンパク質が、配列番号1で表わされるアミノ酸配列を有するシトクロムであり、前記1つのアミノ酸残基が第63番目のヒスチジンであるか、または、配列番号2で表わされるアミノ酸配列を有するミオグロビンであり、前記1つのアミノ酸残基が第126番目のアラニンであり、前記金属ナノ粒子が、金ナノ粒子または銀ナノ粒子であるのがさらに好ましい。In addition, as the complex of the metal nanoparticles and the apoprotein derived from heme protein, R 1 , R 2 , R 3, and R 4 in the formula (I) and / or formula (II) are each independently A lower alkyl group or a lower alkenyl group, and Y is a group represented by the formula —NH— (CH 2 ) n1 —NH—CO— (CH 2 ) n2 —, wherein n1 and n2 are Each independently represents an integer of 1 to 20, and —NH— represents a group bonded to —CO— in formula (I) and / or formula (II), and the hemoprotein is represented by SEQ ID NO: 1. Cytochrome having the amino acid sequence represented by the above, wherein the one amino acid residue is the 63rd histidine, or myoglobin having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, Acid residue is a 126th alanine, the metal nanoparticles, and even more preferably gold nanoparticles or silver nanoparticles.

次に、前記金属ナノ粒子とヘムタンパク質由来のアポタンパク質との複合体の製造方法の一例を説明する。   Next, an example of a method for producing a complex of the metal nanoparticles and apoprotein derived from heme protein will be described.

前記金属ナノ粒子とヘムタンパク質由来のアポタンパク質との複合体は、
(a)複数の金属ナノ粒子と式(I’)および/または式(II’)で表されるジスルフィド体と反応させて、金属ナノ粒子を式(I)および/または式(II)で表される基により1箇所以上修飾し、(b)複数の前記修飾された金属ナノ粒子と、ヘムが除去されたヘムタンパク質由来のアポタンパク質とを反応させ、前記金属ナノ粒子を修飾した式(I)および/または式(II)で表される基に含まれるヘムと、ヘムが除去された前記ヘムタンパク質由来のアポタンパク質とが結合することにより、前記金属ナノ粒子と前記タンパク質とが結合した複合体を得ることができる。
The complex of the metal nanoparticles and the apoprotein derived from heme protein is
(A) A plurality of metal nanoparticles are reacted with a disulfide compound represented by the formula (I ′) and / or the formula (II ′) to express the metal nanoparticles by the formula (I) and / or the formula (II). (B) a plurality of the modified metal nanoparticles and a heme protein-derived apoprotein from which heme has been removed reacted to modify the metal nanoparticles (I) ) And / or the heme contained in the group represented by the formula (II) and the apoprotein derived from the heme protein from which heme has been removed, thereby binding the metal nanoparticles to the protein. You can get a body.

ヘムが除去されたヘムタンパク質由来のアポタンパク質は、文献公知の方法、例えば、Teale, F. W. J. Biochim. Biophys. Acta.1959, 35, 543.やE. Itagaki, and L. P. Hager, J. Biol. Chem. 1966, 241, 3687.に記載の方法に従い、製造することができる。   Apoproteins derived from heme proteins from which heme has been removed can be obtained by methods known in the literature, for example, Teale, FWJ Biochim. Biophys. Acta. 1959, 35, 543. and E. Itagaki, and LP Hager, J. Biol. Chem. According to the method described in 1966, 241, 3687.

また、金属ナノ粒子とヘムタンパク質由来のアポタンパク質を末端にもつヘムタンパク質ポリマーとの複合体は、前記金属ナノ粒子が式(I)および/または式(II)で表される基により1箇所以上修飾され、前記金属ナノ粒子を修飾した式(I)および/または式(II)で表される基に含まれるヘムと、ヘムが除去された前記ヘムタンパク質由来のアポタンパク質を末端にもつヘムタンパク質ポリマーとが結合することにより、金属ナノ粒子とヘムタンパク質由来のアポタンパク質を末端にもつヘムタンパク質ポリマーとが結合した複合体である。   Further, the complex of the metal nanoparticle and the heme protein polymer having an apoprotein derived from a heme protein at the end is at least one site depending on the group represented by the formula (I) and / or the formula (II). Heme protein which is modified and is modified with the metal nanoparticles modified by the group represented by the formula (I) and / or the formula (II), and the heme protein from which the heme has been removed and the apoprotein derived from the heme protein It is a complex in which a metal nanoparticle and a heme protein polymer having an apoprotein derived from a heme protein are bonded to each other by binding to the polymer.

前記式(I)および式(II)中、
、R、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基または低級アルケニル基を意味し、
Yは、−Z1−Y1−Z2−Y2−または−Z1−Y1−で表される基であり、ただし、Z1は式(I)および式(II)中、−CO−と結合する基を意味し、
Y1およびY2は、独立に、−(CHn1−、−(Cn5−、−(CHn1−(Cn5−、−(Cn5−(CHn1−、−(CHn1−(Cn5−(CHn2−、−(CHn1−O−(CHn2−、−(CHn1−O−(CHn2−O−(CHn3−または−(CHn1−O−(CHn2−O−(CHn3−O−(CHn4−で表わされる基であり、ここでn1、n2、n3、n4およびn5は、それぞれ独立して1〜20の整数を意味し、
Z1は、O、NHおよびSからなる群から選択され、
Z2は、NHCO、CONHおよびNHからなる群から選択され、
Mは、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Co2+、Co3+、Mn2+およびMn3+からなる群から選択される。
In the formula (I) and the formula (II),
R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a lower alkenyl group,
Y is a group represented by -Z1-Y1-Z2-Y2- or -Z1-Y1-, wherein Z1 means a group bonded to -CO- in formula (I) and formula (II). And
Y1 and Y2 are independently, - (CH 2) n1 - , - (C 6 H 4) n5 -, - (CH 2) n1 - (C 6 H 4) n5 -, - (C 6 H 4) n5 - (CH 2) n1 -, - (CH 2) n1 - (C 6 H 4) n5 - (CH 2) n2 -, - (CH 2) n1 -O- (CH 2) n2 -, - (CH 2 ) n1 -O- (CH 2) n2 -O- (CH 2) n3 - or - (CH 2) n1 -O- ( CH 2) n2 -O- (CH 2) n3 -O- (CH 2) n4 -, Wherein n1, n2, n3, n4 and n5 each independently represents an integer of 1 to 20,
Z1 is selected from the group consisting of O, NH and S;
Z2 is selected from the group consisting of NHCO, CONH and NH;
M is selected from the group consisting of Fe 2+ , Fe 3+ , Zn 2+ , Co 2+ , Co 3+ , Mn 2+ and Mn 3+ .

前記金属ナノ粒子とヘムタンパク質由来のアポタンパク質を末端にもつヘムタンパク質ポリマーとの複合体において、式(I)および/または式(II)におけるR、R、R、R、Yおよび金属ナノ粒子については、複数の金属ナノ粒子とヘムタンパク質2量体由来のアポタンパク質との複合体におけるR、R、R、R、Yおよび金属ナノ粒子と同様である。また、「ヘムタンパク質由来のアポタンパク質を末端にもつヘムタンパク質ポリマー」は、例えば、以下の式を有するタンパク質ポリマーが挙げられる。In the complex of the metal nanoparticle and a hemoprotein polymer having an apoprotein derived from hemoprotein at its end, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , Y and in formula (I) and / or formula (II) The metal nanoparticles are the same as R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , Y and metal nanoparticles in a complex of a plurality of metal nanoparticles and an apoprotein derived from a hemoprotein dimer. In addition, examples of the “hemoprotein polymer having an apoprotein derived from heme protein at the end” include a protein polymer having the following formula.

前記式(IA)および(IB)中、
11、R12、R13およびR14は、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基、低級アルケニル基を意味し、
Zは、−Y11−Y12−で表される基であり、ただし、Y11は、式(IA)および式(IB)中、−CO−と結合する基を意味し、
Y11は、O、NHおよびSからなる群から選択され、
Y12は、式−(CHn1−、−(Cn5−、−(CHn1−(Cn5−、−(Cn5−(CHn1−、−(CHn1−(Cn5−(CHn2−、−(CHn1−O−(CHn2−、−(CHn1−O−(CHn2−O−(CHn3−または−(CHn1−O−(CHn2−O−(CHn3−O−(CHn4−で表わされる基であり、ここでn1、n2、n3、n4およびn5は、それぞれ独立して1〜20の整数を意味し、
は、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Co2+、Co3+、Mn2+およびMn3+からなる群から選択され、
mおよびnはそれぞれ整数であり、1≦m+n≦1000であり、
は、ヘムタンパク質の変異体中のタンパク質部分を意味し、前記ヘムタンパク質の変異体は式(VII)で表わされ、
In the above formulas (IA) and (IB),
R 11 , R 12 , R 13 and R 14 each independently represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a lower alkenyl group,
Z is a group represented by -Y11-Y12-, wherein Y11 means a group bonded to -CO- in formula (IA) and formula (IB);
Y11 is selected from the group consisting of O, NH and S;
Y12 has the formula - (CH 2) n1 -, - (C 6 H 4) n5 -, - (CH 2) n1 - (C 6 H 4) n5 -, - (C 6 H 4) n5 - (CH 2 ) n1 -, - (CH 2 ) n1 - (C 6 H 4) n5 - (CH 2) n2 -, - (CH 2) n1 -O- (CH 2) n2 -, - (CH 2) n1 -O - (CH 2) n2 -O- ( CH 2) n3 - or - represented by - (CH 2) n1 -O- ( CH 2) n2 -O- (CH 2) n3 -O- (CH 2) n4 Wherein n1, n2, n3, n4 and n5 each independently represents an integer of 1 to 20,
M 1 is selected from the group consisting of Fe 2+ , Fe 3+ , Zn 2+ , Co 2+ , Co 3+ , Mn 2+ and Mn 3+ ,
m and n are each an integer, 1 ≦ m + n ≦ 1000,
X 1 means a protein portion in a hemoprotein mutant, and the hemoprotein mutant is represented by the formula (VII);

前記変異体は、天然のヘムタンパク質のアミノ酸配列中、1つのアミノ酸残基をシステイン残基に置き換えたものである。前記変異体中、−SHは、前記システイン残基の側鎖チオール基を意味し、前記Hemeは、天然ヘムを意味し、式HS−Xは、前記変異体のアポ体を意味する。The mutant is obtained by replacing one amino acid residue with a cysteine residue in the amino acid sequence of a natural heme protein. Wherein in the variant, -SH means a side chain thiol group of the cysteine residue, wherein Heme means a natural heme formula HS-X 1 refers to apo of the mutants.

本発明において、一般式(IA)および(IB)で表わされるタンパク質ポリマーは、ランダム共重合体およびブロック共重合体のいずれも含み、いずれか一方に限定されない。   In the present invention, the protein polymer represented by the general formulas (IA) and (IB) includes both a random copolymer and a block copolymer, and is not limited to either one.

前記金属ナノ粒子とヘムタンパク質由来のアポタンパク質を末端にもつヘムタンパク質ポリマーとの複合体としては、前記式(I)および/または式(II)中、R、R、RおよびRは、それぞれ独立して、低級アルキル基または低級アルケニル基を意味し、Yは、式−NH−(CHn1−NH−CO−(CHn2−で表わされる基であり、ここでn1およびn2は、それぞれ独立して1〜20の整数を意味し、−NH−は式(I)および/または式(II)中、−CO−と結合する基を意味し、
ヘムタンパク質由来のアポタンパク質を末端にもつヘムタンパク質ポリマーが、式(IA)で表されるポリマーであり、
前記式(IA)中、R11、R12、R13およびR14は、それぞれ独立して、低級アルキル基または低級アルケニル基を意味し、Y11は、O、NHおよびSからなる群から選択され、
Y12は、式−(CHn1−、−(CHn1−O−(CHn2−O−(CHn3−または−(CHn1−O−(CHn2−O−(CHn3−O−(CHn4−で表わされる基であり、ここでn1、n2、n3およびn4は、それぞれ独立して1〜20の整数を意味し、
前記ヘムタンパク質が、シトクロムまたはミオグロビンであり、前記金属ナノ粒子が、金ナノ粒子または銀ナノ粒子であるのがより好ましい。
Examples of the complex of the metal nanoparticle and the hemoprotein polymer having an apoprotein derived from hemoprotein at the end include R 1 , R 2 , R 3 and R 4 in the formula (I) and / or formula (II). Each independently represents a lower alkyl group or a lower alkenyl group, and Y is a group represented by the formula —NH— (CH 2 ) n1 —NH—CO— (CH 2 ) n2 —, n1 and n2 each independently represents an integer of 1 to 20, -NH- represents a group bonded to -CO- in formula (I) and / or formula (II),
A heme protein polymer having a terminal apoprotein derived from heme protein is a polymer represented by the formula (IA),
In the formula (IA), R 11 , R 12 , R 13 and R 14 each independently represents a lower alkyl group or a lower alkenyl group, and Y 11 is selected from the group consisting of O, NH and S ,
Y12 has the formula - (CH 2) n1 -, - (CH 2) n1 -O- (CH 2) n2 -O- (CH 2) n3 - or - (CH 2) n1 -O- ( CH 2) n2 —O— (CH 2 ) n3 —O— (CH 2 ) n4 —, wherein n1, n2, n3 and n4 each independently represents an integer of 1 to 20,
More preferably, the heme protein is cytochrome or myoglobin, and the metal nanoparticles are gold nanoparticles or silver nanoparticles.

また、前記金属ナノ粒子とヘムタンパク質由来のアポタンパク質を末端にもつヘムタンパク質ポリマーとの複合体としては、前記式(I)および/または式(II)中、R、R、RおよびRは、それぞれ独立して、低級アルキル基または低級アルケニル基を意味し、Yは、式−NH−(CHn1−NH−CO−(CHn2−で表わされる基であり、ここでn1およびn2は、それぞれ独立して1〜20の整数を意味し、−NH−は式(I)および/または式(II)中、−CO−と結合する基を意味し、
ヘムタンパク質由来のアポタンパク質を末端にもつヘムタンパク質ポリマーが、式(IA)で表されるポリマーであり、
前記式(IA)中、R11、R12、R13およびR14は、それぞれ独立して、低級アルキル基または低級アルケニル基を意味し、Y11は、OまたはNHであり、Y12は、式−(CHn1−、−(CHn1−O−(CHn2−O−(CHn3−または−(CHn1−O−(CHn2−O−(CHn3−O−(CHn4−で表わされる基であり、ここでn1、n2、n3およびn4は、それぞれ独立して1〜20の整数を意味し、
前記ヘムタンパク質が、配列番号1で表わされるアミノ酸配列を有するシトクロムであり、前記1つのアミノ酸残基が第63番目のヒスチジンであるか、または、配列番号2で表わされるアミノ酸配列を有するミオグロビンであり、前記1つのアミノ酸残基が第126番目のアラニンであり、前記金属ナノ粒子が、金ナノ粒子または銀ナノ粒子であるのがさらに好ましい。
In addition, as a complex of the metal nanoparticle and a heme protein polymer having an apoprotein derived from heme protein at the end, in the formula (I) and / or formula (II), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represents a lower alkyl group or a lower alkenyl group, Y is a group represented by the formula —NH— (CH 2 ) n1 —NH—CO— (CH 2 ) n2 —, Here, n1 and n2 each independently represent an integer of 1 to 20, -NH- represents a group bonded to -CO- in formula (I) and / or formula (II),
A heme protein polymer having a terminal apoprotein derived from heme protein is a polymer represented by the formula (IA),
In the formula (IA), R 11 , R 12 , R 13 and R 14 each independently represents a lower alkyl group or a lower alkenyl group, Y 11 represents O or NH, and Y 12 represents a formula (CH 2) n1 -, - (CH 2) n1 -O- (CH 2) n2 -O- (CH 2) n3 - or - (CH 2) n1 -O- ( CH 2) n2 -O- (CH 2) n3 -O- (CH 2) n4 - a group represented by where n1, n2, n3 and n4 denotes an integer of 1 to 20 independently,
The hemoprotein is cytochrome having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, and the one amino acid residue is the 63rd histidine, or myoglobin having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. More preferably, the one amino acid residue is the 126th alanine, and the metal nanoparticles are gold nanoparticles or silver nanoparticles.

次に、前記金属ナノ粒子とヘムタンパク質由来のアポタンパク質を末端にもつヘムタンパク質ポリマーとの複合体の製造方法の一例を説明する。   Next, an example of a method for producing a complex of the metal nanoparticles and a heme protein polymer having an apoprotein derived from heme protein at the end will be described.

前記金属ナノ粒子とヘムタンパク質由来のアポタンパク質を末端にもつヘムタンパク質ポリマーとの複合体は、
(a)複数の金属ナノ粒子と式(I’)および/または式(II’)で表されるジスルフィド体と反応させて、金属ナノ粒子を式(I)および/または式(II)で表される基により1箇所以上修飾し、(b)複数の前記修飾された金属ナノ粒子と、ヘムが除去されたヘムタンパク質由来のアポタンパク質を末端にもつヘムタンパク質ポリマーとを反応させ、前記金属ナノ粒子を修飾した式(I)および/または式(II)で表される基に含まれるヘムと、ヘムが除去された前記ヘムタンパク質由来のアポタンパク質を末端にもつヘムタンパク質ポリマーとが結合することにより、前記金属ナノ粒子と前記アポタンパク質を末端にもつヘムタンパク質ポリマーとが結合した複合体を得ることができる。
A complex of the metal nanoparticles and a heme protein polymer having an apoprotein derived from heme protein at its end,
(A) A plurality of metal nanoparticles are reacted with a disulfide compound represented by the formula (I ′) and / or the formula (II ′) to express the metal nanoparticles by the formula (I) and / or the formula (II). (B) reacting a plurality of the modified metal nanoparticles with a heme protein polymer having a terminal apoprotein derived from heme protein from which heme has been removed, The heme contained in the group represented by the formula (I) and / or the formula (II) modified with the particle is bonded to the heme protein polymer having the apoprotein derived from the heme protein from which the heme has been removed terminated. Thus, a complex in which the metal nanoparticles and the heme protein polymer having the apoprotein at the end are bound can be obtained.

ヘムが除去されたヘムタンパク質由来のアポタンパク質を末端にもつヘムタンパク質ポリマーは、文献公知の方法、例えば、Angew. Chem., Int. Ed., 48, 1271-1274(2009)に記載の方法に従い、製造することができる。   The heme protein polymer having an apoprotein derived from a heme protein from which heme has been removed terminated in accordance with a method known in the literature, for example, the method described in Angew. Chem., Int. Ed., 48, 1271-1274 (2009). Can be manufactured.

前記金属ナノ粒子とヘムタンパク質由来のアポタンパク質との複合体は、ヘムタンパク質の活性部位となる補因子ヘムが金属ナノ粒子と近接した構造をとる。したがってこの複合体は、ヘムタンパク質がもつ電子伝達の機能を利用して効率よく金属ナノ粒子への電子移動を行うことが可能である。また、この複合体は、ヘムタンパク質とその変異体が有する機能(酸素分子など気体分子との結合、電子伝達、酸化反応をはじめとする触媒反応)と金属ナノ粒子の特性を複合化したバイオ電極材料の分野での適用が考えられる。   The complex of the metal nanoparticles and the heme protein-derived apoprotein has a structure in which the cofactor heme serving as the active site of the hemoprotein is close to the metal nanoparticles. Therefore, this complex can efficiently transfer electrons to the metal nanoparticles by utilizing the electron transfer function of the hemoprotein. This complex is a bioelectrode that combines the functions of heme proteins and their variants (binding to gas molecules such as oxygen molecules, electron transfer, catalytic reactions including oxidation reactions) and the characteristics of metal nanoparticles. Application in the field of materials is conceivable.

前記金属ナノ粒子とヘムタンパク質由来のアポタンパク質を末端にもつヘムタンパク質ポリマーとの複合体は、緩く集合した構造をとる。換言すれば、この複合体は、金属ナノ粒子同士の距離が比較的遠い配置をとる。例えばこの複合体を基板上に載せた場合、金属ナノ粒子が適度な距離を保って2次元的に広がる可能性がある。基板上の複合体を焼成、プラズマ照射、酸性水溶液による洗浄等の処理によりタンパク質を除去すると、金ナノ粒子、銀ナノ粒子、白金ナノ粒子、パラジウムナノ粒子、硫化カドミウム(CdS)ナノ粒子、セレン化カドミウム(CdSe)ナノ粒子、テルル化カドミウム(CdTe)ナノ粒子、硫化亜鉛(ZnS)ナノ粒子、セレン化亜鉛(ZnSe)ナノ粒子、もしくはテルル化亜鉛(ZnTe)ナノ粒子または、硫化カドミウム(CdS)、セレン化カドミウム(CdSe)、テルル化カドミウム(CdTe)、硫化亜鉛(ZnS)、セレン化亜鉛(ZnSe)およびテルル化亜鉛(ZnTe)からなる群から選択される2種類から構成されるコア/シェル型のナノ粒子などの金属ナノ粒子のみが基板上に残る。そうすると、数十nmから100nm程度の幅広い間隔を空けて金属ナノ粒子が配置された基板を得ることが可能である。このような基板は、金属ナノ粒子を広い部分に配置して、触媒として用いる場合に金属の量を節約することが可能である。   A complex of the metal nanoparticle and a hemoprotein polymer having an apoprotein derived from hemoprotein at its end has a loosely assembled structure. In other words, the composite has an arrangement in which the distance between the metal nanoparticles is relatively long. For example, when this composite is placed on a substrate, the metal nanoparticles may spread two-dimensionally at an appropriate distance. When protein is removed by baking, plasma irradiation, washing with acidic aqueous solution, etc. on the substrate, gold nanoparticles, silver nanoparticles, platinum nanoparticles, palladium nanoparticles, cadmium sulfide (CdS) nanoparticles, selenization Cadmium (CdSe) nanoparticles, cadmium telluride (CdTe) nanoparticles, zinc sulfide (ZnS) nanoparticles, zinc selenide (ZnSe) nanoparticles, or zinc telluride (ZnTe) nanoparticles or cadmium sulfide (CdS), Core / shell type composed of two types selected from the group consisting of cadmium selenide (CdSe), cadmium telluride (CdTe), zinc sulfide (ZnS), zinc selenide (ZnSe) and zinc telluride (ZnTe) Only metal nanoparticles, such as the nanoparticles, remain on the substrate. If it does so, it is possible to obtain the board | substrate with which the metal nanoparticle was arrange | positioned at a wide space | interval of about several dozen nm to 100 nm. Such a substrate can save the amount of metal when the metal nanoparticles are arranged in a wide area and used as a catalyst.

以下に本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明の範囲は、以下の実施例により限定されない。
種々のスペクトルは、以下の機器を用いて測定した。
核磁気共鳴(NMR)スペクトルはBruker DPX-400核磁気共鳴装置(400MHz)を用いて測定し、測定溶媒の残存シグナルを内部基準として使用した。エレクトロスプレーイオン化法による飛行時間型質量分析(ESI−TOF−MS)はアプライド・バイオシステム・マリナー(Applied Biosystems Mariner)API−TOFワークステーション(Workstation)を用いて測定した。紫外可視吸収スペクトルは島津製作所製自記分光光度計UV−2550もしくはUV−3150を用いて測定した。水溶液のpHは堀場製作所製pHメーターF−52を用いて測定した。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)はGEヘルスケア社製AKTAFPLCシステム(排除限界1.0×10Da)を接続し、検出にはUPC−900検出器を用いて測定した。電気泳動測定には、GEヘルスケア社製全自動電気泳動システムPhastsystemを用いて測定した。透過型電子顕微鏡(TEM)は、日立製日立H−7650 ZeroA を用いて測定した。
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the scope of the present invention is not limited by the following examples.
Various spectra were measured using the following instrument.
The nuclear magnetic resonance (NMR) spectrum was measured using a Bruker DPX-400 nuclear magnetic resonance apparatus (400 MHz), and the residual signal of the measurement solvent was used as an internal standard. Electrospray ionization time-of-flight mass spectrometry (ESI-TOF-MS) was measured using an Applied Biosystems Mariner API-TOF workstation (Workstation). The ultraviolet-visible absorption spectrum was measured using a self-recording spectrophotometer UV-2550 or UV-3150 manufactured by Shimadzu Corporation. The pH of the aqueous solution was measured using a pH meter F-52 manufactured by Horiba. For size exclusion chromatography (SEC), an AKTA FPLC system (exclusion limit: 1.0 × 10 5 Da) manufactured by GE Healthcare was connected, and detection was performed using a UPC-900 detector. For electrophoresis measurement, measurement was performed using a fully automated electrophoresis system Phassystem manufactured by GE Healthcare. The transmission electron microscope (TEM) was measured using Hitachi H-7650 ZeroA manufactured by Hitachi.

また、出発原料は、以下の文献を参考にして製造した。
プロトポルフィリンIXモノt−ブチルエステル2:T. Matsuo, T. Hayashi, Y. Hisaeda, J. Am. Chem. Soc. 124, 11234 (2002)。
その他の一般試薬は市販品をそのまま用いた。
The starting material was produced with reference to the following documents.
Protoporphyrin IX mono t-butyl ester 2: T. Matsuo, T. Hayashi, Y. Hisaeda, J. Am. Chem. Soc. 124, 11234 (2002).
As other general reagents, commercially available products were used as they were.

(1)式1で表す化合物およびその位置異性体の製造
式1で表す化合物およびその位置異性体は、以下のスキーム2に従い製造した。
(1) Production of Compound Represented by Formula 1 and its Regioisomer The compound represented by Formula 1 and its regioisomer were produced according to Scheme 2 below.

スキーム2中、それぞれの「位置異性体」は、以下のとおり。化合物6の位置異性体は化合物6’、化合物7の位置異性体は化合物7’および化合物7’’、化合物8の位置異性体は化合物8’および化合物8’’、化合物1の位置異性体は化合物1’および化合物1’’である。   In scheme 2, each “positional isomer” is as follows. The positional isomer of Compound 6 is Compound 6 ′, the positional isomer of Compound 7 is Compound 7 ′ and Compound 7 ″, the positional isomer of Compound 8 is Compound 8 ′ and Compound 8 ″, and the positional isomer of Compound 1 is Compound 1 ′ and Compound 1 ″.

(i)化合物2およびその位置異性体の合成
R. Schneider, F. Schmitt, C. Frochot, Y. Fort, N. Lourette, F. Guillemin, J.-F. Mueller, M. Barberi-Heyob, Bioorg. Med. Chem. 2005, 13, 2799-2808に従い、化合物2を合成した。
(I) Synthesis of Compound 2 and its positional isomer
R. Schneider, F. Schmitt, C. Frochot, Y. Fort, N. Lourette, F. Guillemin, J.-F. Mueller, M. Barberi-Heyob, Bioorg. Med. Chem. 2005, 13, 2799-2808 According to the procedure, compound 2 was synthesized.

(ii)化合物3およびその位置異性体の合成
B. Danieli, A. Giardini, G. Lesma, D. Passarella, B. Peretto, A. Sacchetti, A. Silvani, G. Pratesi, F. Zunino, J. Org. Chem. 2006, 71, 2848-2853に従い、化合物3を合成した。
(Ii) Synthesis of compound 3 and its positional isomer
According to B. Danieli, A. Giardini, G. Lesma, D. Passarella, B. Peretto, A. Sacchetti, A. Silvani, G. Pratesi, F. Zunino, J. Org. Chem. 2006, 71, 2848-2853 Compound 3 was synthesized.

(iii)化合物4およびその位置異性体の合成
窒素雰囲気下、化合物2およびその位置異性体(152mg,9.51x10−4mol)、化合物3およびその位置異性体(100mg,4.76x10−4mol)およびN,N−ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)(170μL,9.76x10−4mol)を塩化メチレン(20mL)に溶解させた。その溶液を氷浴によって冷却し、そこへ1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(EDC)(182mg,9.51x10−4mol)の塩化メチレン溶液(20mL)を加えた。この溶液を室温にて、18時間攪拌した。この溶液を10%クエン酸水溶液(50mL)で5回、炭酸水素ナトリウム水溶液(50mL)で5回、水(50mL)で5回洗浄した。有機層を分離後、無水硫酸ナトリウムで脱水し、溶媒を減圧留去して化合物4およびその位置異性体を得た(140mg,60%、無色、固体)。
(Iii) Compound 4 and a nitrogen atmosphere of its regioisomer, Compound 2 and its regioisomer (152mg, 9.51x10 -4 mol), Compound 3 and its regioisomer (100mg, 4.76x10 -4 mol ) And N, N-diisopropylethylamine (DIPEA) (170 μL, 9.76 × 10 −4 mol) were dissolved in methylene chloride (20 mL). The solution was cooled by an ice bath, and 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC) (182 mg, 9.51 × 10 −4 mol) in methylene chloride (20 mL) was added thereto. . The solution was stirred at room temperature for 18 hours. This solution was washed 5 times with 10% aqueous citric acid solution (50 mL), 5 times with aqueous sodium bicarbonate solution (50 mL), and 5 times with water (50 mL). The organic layer was separated, dried over anhydrous sodium sulfate, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain Compound 4 and its regioisomer (140 mg, 60%, colorless, solid).

1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.91 (s, 2H), 6.75 (s, 2H), 3.03 (m, 4H), 2.95 (m, 4H), 2.86 (t, 4H, J = 5.94 Hz), 2.43 (t, 4H, J = 5.94 Hz)。 1 H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ) δ 7.91 (s, 2H), 6.75 (s, 2H), 3.03 (m, 4H), 2.95 (m, 4H), 2.86 (t, 4H, J = 5.94 Hz), 2.43 (t, 4H, J = 5.94 Hz).

(iv)化合物5およびその位置異性体の合成
窒素雰囲気下、化合物4およびその位置異性体(100mg,2.02x10−4mol)を塩化メチレン(35mL)に溶解させ、トリフルオロ酢酸(6mL)を加えた。この溶液を室温にて30分間攪拌した。この溶液から溶媒を減圧留去して化合物5およびその位置異性体を得た。
(Iv) Synthesis of Compound 5 and its Regioisomer Compound 4 and its regioisomer (100 mg, 2.02 × 10 −4 mol) were dissolved in methylene chloride (35 mL) under a nitrogen atmosphere, and trifluoroacetic acid (6 mL) was dissolved. added. The solution was stirred at room temperature for 30 minutes. The solvent was distilled off from this solution under reduced pressure to obtain Compound 5 and its positional isomer.

1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.12 (s, 2H), 7.74 (s, 6H), 3.26 (m, 4H), 2.88 (m, 4H), 2.85 (t, 4H, J = 7.39 Hz), 2.45 (t, 4H, J = 7.39 Hz)。 1 H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ) δ 8.12 (s, 2H), 7.74 (s, 6H), 3.26 (m, 4H), 2.88 (m, 4H), 2.85 (t, 4H, J = 7.39 Hz), 2.45 (t, 4H, J = 7.39 Hz).

(v)化合物6およびその位置異性体の合成
T. Matsuo, T. Hayashi, Y. Hisaeda, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11234-11235に従い、化合物6およびその位置異性体を合成した。
(V) Synthesis of Compound 6 and its positional isomer
According to T. Matsuo, T. Hayashi, Y. Hisaeda, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11234-11235, compound 6 and its positional isomer were synthesized.

(vi)化合物7およびその位置異性体の合成
窒素雰囲気下、化合物6(42mg,8.10x10−5mol)、O−(ベンゾトリアゾール−1−イル)−N,N,N’,N’−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート(HBTU)(123mg,3.24x10−4mol)、DIPEA(120μL,6.89x10−4mol)および1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt)(43mg,3.24x10−4mol)をDMF(15mL)に溶解させた。その溶液を氷浴によって冷却し、そこへ化合物5およびその位置異性体(42mg,8.10x10−5mol)のDMF溶液(10mL)を滴下して加えた。この溶液を室温にて18時間攪拌した。この溶液を塩化メチレンにより希釈し、5%クエン酸水溶液(50mL)で3回、炭酸水素ナトリウム水溶液(50mL)で3回、水(50mL)で3回洗浄した。有機層を分離後、無水硫酸ナトリウムで脱水し、溶媒を減圧留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CHCl/MeOH=40/1)によって精製し、化合物7およびその位置異性体を得た(40mg,33%、紫色、固体)。
(Vi) Synthesis of Compound 7 and its Regioisomer Under a nitrogen atmosphere, Compound 6 (42 mg, 8.10 × 10 −5 mol), O- (benzotriazol-1-yl) -N, N, N ′, N′— Tetramethyluronium hexafluorophosphate (HBTU) (123 mg, 3.24 × 10 −4 mol), DIPEA (120 μL, 6.89 × 10 −4 mol) and 1-hydroxybenzotriazole (HOBt) (43 mg, 3.24 × 10 −4 mol) ) Was dissolved in DMF (15 mL). The solution was cooled with an ice bath, and a DMF solution (10 mL) of compound 5 and its regioisomer (42 mg, 8.10 × 10 −5 mol) was added dropwise thereto. The solution was stirred at room temperature for 18 hours. The solution was diluted with methylene chloride and washed 3 times with 5% aqueous citric acid (50 mL), 3 times with aqueous sodium bicarbonate (50 mL), and 3 times with water (50 mL). The organic layer was separated and dehydrated with anhydrous sodium sulfate, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The obtained residue was purified by silica gel column chromatography (CHCl 3 / MeOH = 40/1) to obtain Compound 7 and its regioisomer (40 mg, 33%, purple, solid).

1H NMR (400 MHz, ピリジン-d5) δ10.2-10.7 (m, 8H), 8.40-8.21 (m, 4H), 6.40-6.21 (m, 4H), 6.18-6.10 (m, 4H), 4.40-4.31 (m, 8H), 3.65-3.25 (m, 40H), 2.78-2.70 (m, 4H), 2.20-2.10 (m, 4H), 1.24 (s, 18H), −3.85 (br, 4H)。 1 H NMR (400 MHz, pyridine-d 5 ) δ10.2-10.7 (m, 8H), 8.40-8.21 (m, 4H), 6.40-6.21 (m, 4H), 6.18-6.10 (m, 4H), 4.40-4.31 (m, 8H), 3.65-3.25 (m, 40H), 2.78-2.70 (m, 4H), 2.20-2.10 (m, 4H), 1.24 (s, 18H), −3.85 (br, 4H) .

(vii)化合物8およびその位置異性体の合成
化合物7(40mg,2.67x10−5mol)を塩化メチレン(20mL)に溶解させ、そこへトリフルオロ酢酸(4mL)を加えた。この溶液を室温にて7時間攪拌した。この溶液から溶媒を減圧留去し、得られた残渣をエーテルで洗浄して化合物8およびその位置異性体を得た(29mg,80%、紫色、固体)。
(Vii) Synthesis of Compound 8 and its positional isomer
Compound 7 (40 mg, 2.67 × 10 −5 mol) was dissolved in methylene chloride (20 mL), and trifluoroacetic acid (4 mL) was added thereto. The solution was stirred at room temperature for 7 hours. The solvent was distilled off from this solution under reduced pressure, and the resulting residue was washed with ether to obtain Compound 8 and its regioisomer (29 mg, 80%, purple, solid).

1H NMR (400 MHz, ピリジン-d5) δ10.0-9.82 (m, 8H), 8.33-8.28 (m, 4H), 6.36-6.28 (m, 4H), 6.11-6.08 (m, 4H), 4.37-4.33 (m, 8H), 3.60-3.28 (m, 40H), 2.81-2.80 (m, 4H), 2.20-2.15 (m, 4H), -3.85 (br, 4H);
UV-vis (MeOH) λmax / nm (吸光度) 628 (0.0077), 577 (0.015), 540 (0.020), 508 (0.024), 404 (0.30)。
1 H NMR (400 MHz, pyridine-d 5 ) δ10.0-9.82 (m, 8H), 8.33-8.28 (m, 4H), 6.36-6.28 (m, 4H), 6.11-6.08 (m, 4H), 4.37-4.33 (m, 8H), 3.60-3.28 (m, 40H), 2.81-2.80 (m, 4H), 2.20-2.15 (m, 4H), -3.85 (br, 4H);
UV-vis (MeOH) λmax / nm (absorbance) 628 (0.0077), 577 (0.015), 540 (0.020), 508 (0.024), 404 (0.30).

(viii)化合物1およびその位置異性体の合成
化合物8およびその位置異性体(29mg,2.10x10−4mol)、塩化鉄(II)一水和物(150mg,7.54x10−4mol)および炭酸水素ナトリウム(10mg)を窒素飽和にしたクロロホルムとメタノールの混合溶媒(CHCl/MeOH=2/1、40mL)に溶解させ、加熱還流を行った。3時間後、反応混合物を室温まで冷却し、溶媒を減圧留去した。残渣を0.1M塩酸で洗浄した後、エーテルで洗浄して化合物1およびその位置異性体を得た(25mg,80%、紫色、固体)。
(Viii) Synthesis of Compound 1 and its positional isomer Compound 8 and its positional isomer (29 mg, 2.10 × 10 −4 mol), iron (II) chloride monohydrate (150 mg, 7.54 × 10 −4 mol) and Sodium hydrogen carbonate (10 mg) was dissolved in a mixed solvent of chloroform and methanol (CHCl 3 / MeOH = 2/1, 40 mL) saturated with nitrogen, and heated to reflux. After 3 hours, the reaction mixture was cooled to room temperature and the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue was washed with 0.1 M hydrochloric acid and then with ether to give compound 1 and its regioisomer (25 mg, 80%, purple, solid).

ESI-TOF MS (positive mode) m/z 1490.33 (M+H)+, C78H82Fe2N12O8S2として計算値は1490.45;
UV-vis (pyridine) λmax / nm (吸光度) 555 (0.013), 522 (0.014), 407 (0.12)。
ESI-TOF MS (positive mode) m / z 1490.33 (M + H) + , C 78 H 82 Fe 2 N 12 O 8 S 2 is calculated as 1490.45;
UV-vis (pyridine) λmax / nm (absorbance) 555 (0.013), 522 (0.014), 407 (0.12).

(2)化合物1およびその位置異性体で修飾された金ナノ粒子の合成
(i)クエン酸で修飾された金ナノ粒子の合成
使用する全てのガラス器具を王水(濃塩酸:濃硝酸=3:1)で洗浄した。1mMの塩化金酸水溶液(100mL)を還流加熱した。この水溶液に38.8mMのクエン酸ナトリウム水溶液(10mL)を素早く加え、さらに還流を30分間行った。反応混合物を室温で放冷して、クエン酸で保護された金ナノ粒子を得た。表面プラズモンに特徴的な520nm付近に吸収極大をもつUV−visスペクトルを得たことにより金ナノ粒子の生成を確認した(図1)。また透過型電子顕微鏡写真からも金ナノ粒子の生成が確認された(図2)。
(2) Synthesis of gold nanoparticles modified with Compound 1 and its regioisomer (i) Synthesis of gold nanoparticles modified with citric acid All glassware used was aqua regia (concentrated hydrochloric acid: concentrated nitric acid = 3 1). A 1 mM chloroauric acid aqueous solution (100 mL) was heated to reflux. A 38.8 mM sodium citrate aqueous solution (10 mL) was quickly added to this aqueous solution, and reflux was further performed for 30 minutes. The reaction mixture was allowed to cool at room temperature to obtain citric acid-protected gold nanoparticles. Formation of gold nanoparticles was confirmed by obtaining a UV-vis spectrum having an absorption maximum in the vicinity of 520 nm, which is characteristic of surface plasmons (FIG. 1). Moreover, the production | generation of the gold nanoparticle was also confirmed from the transmission electron micrograph (FIG. 2).

(ii)化合物1およびその位置異性体で修飾された金ナノ粒子の合成
クエン酸により保護された金ナノ粒子の溶液に、1Mの水酸化ナトリウム水溶液を加え、pH11に調整した。DMSO(1mL)に溶解させた化合物1およびその位置異性体(940μg,6.29x10−7mol)とリポ酸(2340μg,1.03x10−5mol)を金ナノ粒子の溶液(約13nM、40mL)に加え、室温暗所で終夜インキュベートした。この溶液を14000rpmで15分間遠心分離し、過剰に加えた化合物1およびその位置異性体とリポ酸を除去した。残渣へpH11の水酸化ナトリウム水溶液を加えヘム修飾金ナノ粒子を再分散させた。この洗浄操作を計5回繰り返すことにより化合物1およびその位置異性体で修飾された金ナノ粒子を得た。得られた化合物1およびその位置異性体で修飾された金ナノ粒子のUV−visスペクトルを図3に、透過型電子顕微鏡写真を図4に示す。
(Ii) Synthesis of gold nanoparticles modified with compound 1 and its positional isomers To a solution of gold nanoparticles protected with citric acid, 1M aqueous sodium hydroxide solution was added to adjust the pH to 11. A solution of Compound 1 and its regioisomer (940 μg, 6.29 × 10 −7 mol) and lipoic acid (2340 μg, 1.03 × 10 −5 mol) dissolved in DMSO (1 mL) and gold nanoparticles (about 13 nM, 40 mL) And incubated overnight in the dark at room temperature. This solution was centrifuged at 14,000 rpm for 15 minutes to remove excess compound 1 and its positional isomer and lipoic acid. A sodium hydroxide aqueous solution of pH 11 was added to the residue to redisperse the heme-modified gold nanoparticles. This washing operation was repeated a total of 5 times to obtain gold nanoparticles modified with Compound 1 and its positional isomer. FIG. 3 shows a UV-vis spectrum of the obtained gold nanoparticle modified with compound 1 and its positional isomer, and FIG. 4 shows a transmission electron micrograph.

修飾された金ナノ粒子上の化合物1およびその位置異性体の定量をUV−vis測定により行った。シアン化カリウムを修飾された金ナノ粒子溶液に加えると、金ナノ粒子がK[Au(CN)]に分解されることで表面プラズモンに由来する強い吸収が消失する。修飾された金ナノ粒子溶液(30μL)に1Mシアン化カリウム水溶液(30μL)を加え、2分間インキュベートして反応を完了させた。反応液のUV−visスペクトルにより金ナノ粒子に由来する520nm付近の吸収が消失し、化合物1およびその位置異性体のヘムのビスシアニド錯体の吸収が確認された(図5)。ヘムのビスシアニド錯体の421nmにおける吸光係数が6.8x10−1cm−1であることから、金ナノ粒子表面を修飾している化合物1およびその位置異性体は37個と定量された。Quantification of Compound 1 and its regioisomer on the modified gold nanoparticles was performed by UV-vis measurement. When potassium cyanide is added to the modified gold nanoparticle solution, the gold nanoparticles are decomposed into K [Au (CN) 4 ], and strong absorption derived from surface plasmons disappears. 1M aqueous potassium cyanide solution (30 μL) was added to the modified gold nanoparticle solution (30 μL) and incubated for 2 minutes to complete the reaction. The absorption at around 520 nm derived from the gold nanoparticles disappeared from the UV-vis spectrum of the reaction solution, and the absorption of heme biscyanide complex of Compound 1 and its positional isomer was confirmed (FIG. 5). Since the extinction coefficient at 421 nm of the heme biscyanide complex was 6.8 × 10 4 M −1 cm −1 , 37 compounds 1 and their positional isomers that modified the gold nanoparticle surface were quantified.

(3)シトクロムb562変異体の2量体からヘムが除去されたアポタンパク質の合成
(i)シトクロムb562変異体(H63C)の調製
部位特異的変異体の生成は、タカラ(TaKaRa)社製LA PCRインビトロ突然変異生成キット(in vitro Mutagenesis)を用いて、付属のプロトコルに従い、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)により行った。野生型シトクロムb562(以下b562と略す)の発現プラスミド(pUC118)を持つ大腸菌TG1を大量培養してプラスミドを調製し、H63C変異体を調製するためのテンプレートとした。変異部位導入プライマー(配列番号5)
(3) Generation of the prepared site-directed mutant of the synthesis of cytochrome b 562 apoprotein heme from dimer mutants have been removed (i) Cytochrome b 562 mutant (H63C) is Takara (TaKaRa) Co. The PCR was performed by polymerase chain reaction (PCR) using an LA PCR in vitro mutagenesis kit according to the attached protocol. Escherichia coli TG1 having an expression plasmid (pUC118) of wild-type cytochrome b 562 (hereinafter abbreviated as b 562 ) was mass-cultured to prepare a plasmid, which was used as a template for preparing an H63C mutant. Mutation site introduction primer (SEQ ID NO: 5)

(下線部がミスマッチ塩基対)とM13プライマーM4(配列番号6)(5’−GTTTTCCCAGTCACGAC−3’)、もしくはM13プライマーRV配列番号7(5’−CAGGAAACAGCTATGAC−3’)とMUT4プライマー配列番号8(5’−GGCCAGTGCCTAGCTTACAT−3’)を用い、それぞれの系でPCRによる第1段階のDNA増幅を行った。これら2つの第1段階PCR産物からヘテロな2本鎖DNAを調製し、M13プライマーRVとM13プライマーM4を用いて、このヘテロな2本鎖DNAのPCRによる第2段階の増幅を行った。b562変異体の塩基配列を持つDNA断片を、制限酵素EcoRIとHindIIIによって切り出し、pUC118ベクターのEcoRI/HindIII部位に特異的に連結した。その後、大腸菌(Escherichia coli)菌株TG1を得られた発現プラスミドによって形質転換した。H63C変異体の塩基配列はDNAシークエンシングにより確認した(配列番号4)。その際、Ala37の位置にも変異が見られたが、無変化の変異であった(GCCがGCGに変異)。変異体タンパク質は大腸菌株TG1を用い、文献(Y. Kawamata, S. Machida, T. Ogawa, K. Horie, T. Nagamune, J. Lumin. 98, 141 (2002))に従って野生型b562の発現と同様の操作で大量発現した。発現したタンパク質は、陽イオン交換カラム(CM−52、2.7cm×18cm)とゲル濾過カラム(セファデックスG−50、1.5cm×100cm)によって精製し、Rz=A418/A280≧6.0のフラクション(H63Cのストック溶液)を回収して以下の実験に使用した。(Underlined portion is mismatched base pair) and M13 primer M4 (SEQ ID NO: 6) (5′-GTTTTCCCAGTCACGAC-3 ′), or M13 primer RV SEQ ID NO: 7 (5′-CAGGAAACAGCTATGAC-3 ′) and MUT4 primer SEQ ID NO: 8 ( 5'-GGCCAGTGCCTAGCTTACAT-3 '), and the first stage DNA amplification by PCR was performed in each system. A hetero double-stranded DNA was prepared from these two first-stage PCR products, and the second-stage amplification by PCR of the hetero double-stranded DNA was performed using M13 primer RV and M13 primer M4. A DNA fragment having the base sequence of the b562 mutant was excised with restriction enzymes EcoRI and HindIII and specifically ligated to the EcoRI / HindIII sites of the pUC118 vector. Thereafter, Escherichia coli strain TG1 was transformed with the obtained expression plasmid. The base sequence of the H63C mutant was confirmed by DNA sequencing (SEQ ID NO: 4). At that time, a mutation was also observed at the position of Ala37, but this mutation was unchanged (GCC was mutated to GCG). Variant protein using the E. coli strain TG1, literature (Y. Kawamata, S. Machida, T. Ogawa, K. Horie, T. Nagamune, J. Lumin. 98, 141 (2002)) according to the expression of the wild-type b 562 And expressed in large quantities by the same operation. The expressed protein is purified by cation exchange column (CM-52, 2.7 cm × 18 cm) and gel filtration column (Sephadex G-50, 1.5 cm × 100 cm), Rz = A 418 / A 280 ≧ 6 0.0 fraction (H63C stock solution) was collected and used in the following experiments.

(ii)シトクロムb562変異体の2量体からヘムが除去されたアポタンパク質の合成
H63Cの精製段階で、タンパク質のほとんどがシステイン残基によるジスルフィドを形成し、2量体として存在している。シトクロムb562変異体の2量体をSuperdex7510/300GLカラムを用いてサイズ排除クロマトグラフィーにより分取した(図6)。得られたシトクロムb562変異体の2量体の溶液に100mMのヒスチジン溶液を加え、pH1.8になるまで0.1Mの塩酸を加え、シトクロムb562変異体の2量体に含まれるヘミンを遊離させた。2−ブタノンによりヘミンを抽出し、50mMのトリス塩酸緩衝液で透析を行うことにより、シトクロムb562変異体の2量体からヘムが除去されたアポタンパク質を得た(図7)。
(Ii) Synthesis of apoprotein in which heme is removed from dimer of cytochrome b 562 mutant At the purification stage of H63C, most of the protein forms disulfide by cysteine residue and exists as a dimer. Dimers of cytochrome b 562 mutant were fractionated by size exclusion chromatography using a Superdex 7510 / 300GL column (FIG. 6). A 100 mM histidine solution is added to the dimer solution of the obtained cytochrome b 562 mutant, 0.1 M hydrochloric acid is added until pH 1.8, and hemin contained in the dimer of the cytochrome b 562 mutant is added. Liberated. Hemin was extracted with 2-butanone and dialyzed against 50 mM Tris-HCl buffer to obtain apoprotein from which heme was removed from the dimer of cytochrome b 562 mutant (FIG. 7).

(4)金ナノ粒子とシトクロムb562変異体の2量体からヘムが除去されたアポタンパク質との複合体の合成
50mMのトリス塩酸緩衝液(pH7.3)に溶解したシトクロムb562変異体の2量体からヘムが除去されたアポタンパク質(約100μM、8μL)に化合物1およびその位置異性体で修飾された金ナノ粒子の溶液(金ナノ粒子約3μM、2μL)を加え、金ナノ粒子とシトクロムb562変異体の2量体からヘムが除去されたアポタンパク質との複合体を得た。
(4) from a dimer of the gold nanoparticles and cytochrome b 562 variants of synthetic 50mM complex with apoprotein heme is removed Tris-HCl buffer of cytochrome b 562 mutant dissolved in (pH 7.3) A solution of gold nanoparticles modified with Compound 1 and its positional isomer (gold nanoparticles about 3 μM, 2 μL) is added to apoprotein (about 100 μM, 8 μL) from which heme has been removed from the dimer, and gold nanoparticles and A complex with the apoprotein from which heme was removed from the dimer of the cytochrome b 562 mutant was obtained.

[比較例1]
金ナノ粒子とシトクロムb562からヘムが除去されたアポタンパク質との複合体の合成
50mMのトリス塩酸緩衝液(pH7.3)に溶解したシトクロムb562からヘムが除去されたアポタンパク質(約10μM、8μL)に化合物1およびその位置異性体で修飾された金ナノ粒子溶液(金ナノ粒子約3μM、2μL)を加え、金ナノ粒子とシトクロムb562からヘムが除去されたアポタンパク質との複合体を得た。
[Comparative Example 1]
Gold nanoparticles and cytochrome b Tris-HCl buffer synthetic 50mM complex with apoprotein heme has been removed from the 562 (pH 7.3) heme cytochrome b 562 dissolved in the removed the apoprotein (approximately 10 [mu] M, 8 μL) is added a gold nanoparticle solution modified with compound 1 and its positional isomer (gold nanoparticle approximately 3 μM, 2 μL), and a complex of the gold nanoparticle and the apoprotein in which heme is removed from cytochrome b 562 is obtained. Obtained.

[実施例1(4)で得られた複合体と、比較例1で得られた複合体の物性]
(1)アガロースゲル電気泳動
実施例1(4)で得られた複合体をアガロースゲル電気泳動により確認した。複合体を含む溶液にグリセロールを10%加え、TBE緩衝液中の1.5%アガロースに添加した。100V、80mAで30分間電気泳動を行った。得られた電気泳動のゲルを図8に示す。図8中、レーン1は化合物1およびその位置異性体で修飾された金ナノ粒子(実施例1(2))、レーン2は比較例1で得られた複合体、レーン3は実施例1(4)で得られた複合体の電気泳動である。図8から、本発明の複合体が、金ナノ粒子とシトクロムb562変異体の2量体からヘムが除去されたアポタンパク質との複合体であることが確認できた。
[Physical properties of the composite obtained in Example 1 (4) and the composite obtained in Comparative Example 1]
(1) Agarose gel electrophoresis The complex obtained in Example 1 (4) was confirmed by agarose gel electrophoresis. Glycerol was added 10% to the solution containing the complex and added to 1.5% agarose in TBE buffer. Electrophoresis was performed at 100 V and 80 mA for 30 minutes. The obtained electrophoresis gel is shown in FIG. In FIG. 8, lane 1 is a gold nanoparticle modified with compound 1 and its positional isomer (Example 1 (2)), lane 2 is a composite obtained in Comparative Example 1, and lane 3 is Example 1 ( It is an electrophoresis of the complex obtained in 4). From FIG. 8, it was confirmed that the complex of the present invention was a complex of gold nanoparticles and apoprotein obtained by removing heme from the dimer of cytochrome b 562 mutant.

(2)透過型電子顕微鏡(TEM)による測定
コロジオン支持膜が担持された銅グリッド上に実施例1(4)で得られた複合体の溶液を滴下し、充分乾燥させた。超純水をグリッド上に滴下し、ろ紙で吸水させた。この操作を2回繰り返し、塩を取り除いた。このグリッドをTEM測定装置にセットし、加速電圧100kVにて測定した。得られたTEM写真を図9(a)〜(d)に示す。図10は、比較例1で得られた複合体のTEM写真である。図9から、ヘムタンパク質2量体のアポ体により金ナノ粒子が会合していること、また、金ナノ粒子間に2−5nmの隙間が観察されたことから、ヘムタンパク質2量体を介した金ナノ粒子集合体であることが確認できた。
(2) Measurement by Transmission Electron Microscope (TEM) The solution of the composite obtained in Example 1 (4) was dropped on a copper grid carrying a collodion support film and dried sufficiently. Ultrapure water was dropped on the grid and absorbed with filter paper. This operation was repeated twice to remove the salt. This grid was set in a TEM measuring device and measured at an acceleration voltage of 100 kV. The obtained TEM photograph is shown to Fig.9 (a)-(d). FIG. 10 is a TEM photograph of the composite obtained in Comparative Example 1. From FIG. 9, since the gold nanoparticles were associated by the apo body of the hemoprotein dimer, and a gap of 2 to 5 nm was observed between the gold nanoparticles, it was mediated through the hemoprotein dimer. It was confirmed to be a gold nanoparticle aggregate.

(3)走査型電子顕微鏡(SEM)による測定
エラスチックカーボン支持膜が担持された銅グリッドに実施例1(4)で得られた複合体の溶液を滴下し、十分乾燥させた。超純水をグリッド上に滴下し、ろ紙で吸水させた。この操作を2回繰り返し、塩を取り除いた。このグリッドをSEM測定装置(JEOL JSM−6701F)にセットし、加速電圧5.0 kV にて測定した。得られたSEM写真を図11に示す。図12は比較例1で得られた複合体のSEM写真である。図11から、ヘムタンパク質2量体のアポタンパク質が存在する場合では、金ナノ粒子が凝集しているのに対して、2量体でない場合には凝集はほとんど観測されないことが確認できた。
(3) Measurement by Scanning Electron Microscope (SEM) The solution of the composite obtained in Example 1 (4) was dropped onto a copper grid carrying an elastic carbon support film and sufficiently dried. Ultrapure water was dropped on the grid and absorbed with filter paper. This operation was repeated twice to remove the salt. This grid was set in an SEM measuring apparatus (JEOL JSM-6701F) and measured at an acceleration voltage of 5.0 kV. The obtained SEM photograph is shown in FIG. FIG. 12 is an SEM photograph of the composite obtained in Comparative Example 1. From FIG. 11, it was confirmed that in the case where the apoprotein of the hemoprotein dimer is present, the gold nanoparticles are aggregated, whereas in the case of the non-dimer, the aggregation is hardly observed.

(1)式(III−3)で表す化合物の製造は、国際特許出願(出願番号PCT/JP2009/054569号、国際公開番号WO2009/113551号)の実施例3を参考に下記スキーム3に従い製造した。   (1) The compound represented by the formula (III-3) was produced according to the following scheme 3 with reference to Example 3 of an international patent application (application number PCT / JP2009 / 0554569, international publication number WO2009 / 113551). .

前記変異体(VII−2)は、シトクロムb562変異体(H63C、実施例1(3)(i)で製造)である。前記変異体中、−SHは、前記システイン残基の側鎖チオール基を意味し、前記Hemeは、天然ヘムを意味し、式HS−X’’は、前記変異体のアポ体を意味する。The mutant (VII-2) is a cytochrome b 562 mutant (H63C, produced in Example 1 (3) (i)). In the mutant, -SH means a side chain thiol group of the cysteine residue, Heme means natural heme, and formula HS-X '' means an apo form of the mutant.

スキーム3中、それぞれの「位置異性体」は、以下のとおり。化合物1(8)の位置異性体は化合物1(8)’、化合物(I−4)の位置異性体は化合物(I−4)’、化合物(II−4)の位置異性体は化合物(II−4)’である。   In scheme 3, each “positional isomer” is as follows. The positional isomer of Compound 1 (8) is Compound 1 (8) ′, the positional isomer of Compound (I-4) is Compound (I-4) ′, and the positional isomer of Compound (II-4) is Compound (II). -4) '.

また、前記ポリマー(III−3)は、以下の式で表される。
The polymer (III-3) is represented by the following formula.

前記式中、mおよびnは整数であり、m+nは10である。   In the above formula, m and n are integers, and m + n is 10.

(2)シトクロムb562ポリマーの合成
50mMトリス塩酸緩衝液(pH7.3)に溶解したシトクロムb562(H63C)の二量体(200mL)に10mMのジチオスレイトール(3mL)を加えることでH63Cに含まれるシステイン残基によるジスルフィド結合を還元し、H63Cの単量体(VII−2)を得た。10mMのジチオスレイトール50mMを含んだ50mMトリス塩酸緩衝液(pH7.3)で2回、50mMトリス塩酸緩衝液(pH7.3)で1回限外濾過を行い、過剰のジチオスレイトールをゲル濾過カラムで取り除いた。次に還元体のH63C溶液(3.4mL)にDMSOに溶解したマレイミドヘム(スキーム3中の1(8)およびその位置異性体、1.6x10−6mol)を加え、室温にて2時間攪拌した。このシトクロムb562モノマー(I−4)およびその位置異性体を含む反応溶液に塩酸水溶液をpH1.8になるまで加え、天然のヘムを遊離し、シトクロムb562モノマー(II−4)およびその位置異性体を得た。2−ブタノンで遊離したヘムを抽出した。抽出は5回繰り返した。50mMトリス塩酸緩衝液(pH7.3)で透析することでマレイミドヘムによって表面修飾されたシトクロムb562ポリマー(III−3)を得た。図16に示すUV−visスペクトルより、シトクロムb562ポリマーを形成していることが確認できた。
(2) Synthesis of cytochrome b 562 polymer 10 mM dithiothreitol (3 mL) was added to H63C by adding 200 mM to a dimer (200 mL) of cytochrome b 562 (H63C) dissolved in 50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.3). The disulfide bond by the cysteine residue contained was reduced to obtain a monomer (VII-2) of H63C. Ultrafiltration was performed twice with 50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.3) containing 50 mM of 10 mM dithiothreitol and once with 50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.3), and excess dithiothreitol was gel filtered. Removed with column. Next, maleimide hem (1 (8) in Scheme 3 and its positional isomer, 1.6 × 10 −6 mol) dissolved in DMSO was added to a solution of reduced form of H63C (3.4 mL), and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. did. A hydrochloric acid aqueous solution is added to the reaction solution containing the cytochrome b 562 monomer (I-4) and its positional isomer until the pH becomes 1.8 to liberate natural heme, and the cytochrome b 562 monomer (II-4) and its position are released. An isomer was obtained. Heme liberated with 2-butanone was extracted. The extraction was repeated 5 times. The cytochrome b 562 polymer (III-3) surface-modified with maleimide heme was obtained by dialysis against 50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.3). From the UV-vis spectrum shown in FIG. 16, it was confirmed that a cytochrome b 562 polymer was formed.

(3)金ナノ粒子とシトクロムb562ポリマーとの複合体の合成
50mMのトリス塩酸緩衝液(pH7.3)に溶解したシトクロムb562ポリマー(約200μM)8μLに化合物1で修飾された金ナノ粒子溶液(金ナノ粒子約3μM、2μL)を加えることで金ナノ粒子表面にシトクロムb562ポリマーが積層した複合体を得た。
(3) Synthesis of complex of gold nanoparticle and cytochrome b 562 polymer Gold nanoparticle modified with compound 1 in 8 μL of cytochrome b 562 polymer (about 200 μM) dissolved in 50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.3) By adding a solution (gold nanoparticles about 3 μM, 2 μL), a composite in which cytochrome b 562 polymer was laminated on the surface of the gold nanoparticles was obtained.

[実施例2(3)で得られた複合体と、比較例1で得られた複合体の物性]
(1)アガロースゲル電気泳動
金ナノ粒子表面にシトクロムb562ポリマーが積層した複合体をアガロースゲル電気泳動により確認した。複合体を含む溶液にグリセロールを10%加え、TBE緩衝液中の1.5%アガロースに添加した。100V、80mAで30分間電気泳動を行った。得られた電気泳動のゲルを図13に示す。図13中、レーン1は、リポ酸のみで修飾された金ナノ粒子、レーン2は化合物1およびその位置異性体で修飾された金ナノ粒子(実施例1(2))、レーン3は比較例1で得られた複合体、レーン4は実施例2(3)で得られた複合体の電気泳動である。図13から、本発明の複合体が、金ナノ粒子とシトクロムb562ポリマーとの複合体であることが確認できた。
[Physical properties of the composite obtained in Example 2 (3) and the composite obtained in Comparative Example 1]
(1) Agarose gel electrophoresis A complex in which cytochrome b 562 polymer was laminated on the gold nanoparticle surface was confirmed by agarose gel electrophoresis. Glycerol was added 10% to the solution containing the complex and added to 1.5% agarose in TBE buffer. Electrophoresis was performed at 100 V and 80 mA for 30 minutes. The obtained electrophoresis gel is shown in FIG. In FIG. 13, lane 1 is a gold nanoparticle modified only with lipoic acid, lane 2 is a gold nanoparticle modified with compound 1 and its positional isomer (Example 1 (2)), and lane 3 is a comparative example. The complex obtained in 1 and lane 4 are electrophoresis of the complex obtained in Example 2 (3). From FIG. 13, it was confirmed that the composite of the present invention was a composite of gold nanoparticles and cytochrome b 562 polymer.

(2)透過型電子顕微鏡(TEM)による測定
コロジオン支持膜が担持された銅グリッド上に実施例2(3)で得られた複合体の溶液を滴下し、充分乾燥させた。超純水をグリッド上に滴下し、ろ紙で吸水させた。この操作を2回繰り返し、塩を取り除いた。このグリッドをTEM測定装置にセットし、加速電圧100kVにて測定した。得られたTEM写真を図14に示す。図14から、シトクロムb562ポリマーが金ナノ粒子に結合し、金ナノ粒子間の会合せずに数十nm以上の間隔を保っていることが確認できた。
(2) Measurement by transmission electron microscope (TEM) The solution of the composite obtained in Example 2 (3) was dropped on a copper grid on which a collodion support film was supported and sufficiently dried. Ultrapure water was dropped on the grid and absorbed with filter paper. This operation was repeated twice to remove the salt. This grid was set in a TEM measuring device and measured at an acceleration voltage of 100 kV. The obtained TEM photograph is shown in FIG. From FIG. 14, it was confirmed that the cytochrome b 562 polymer was bonded to the gold nanoparticles and maintained an interval of several tens of nm or more without association between the gold nanoparticles.

(3)動的光散乱(DLS)による測定
リポ酸で修飾した金ナノ粒子、比較例1で得られた複合体、実施例2(3)で得られた複合体のDLSの測定結果を、それぞれ図15(a)、図15(b)、図15(c)に示す。それぞれの粒子の平均半径は、27nm、53nwm、75nmであり、実施例2(3)で得られた複合体はシトクロムb562ポリマーが金ナノ粒子に結合していることが確認できた。
(3) Measurement by dynamic light scattering (DLS) Gold nanoparticles modified with lipoic acid, the composite obtained in Comparative Example 1, the DLS measurement results of the composite obtained in Example 2 (3), They are shown in FIGS. 15 (a), 15 (b), and 15 (c), respectively. The average radii of the respective particles were 27 nm, 53 nwm, and 75 nm, and the composite obtained in Example 2 (3) confirmed that the cytochrome b 562 polymer was bound to the gold nanoparticles.

(1)化合物1で修飾された銀ナノ粒子の合成
(i)クエン酸で修飾された銀ナノ粒子の合成
使用する全てのガラス器具を王水(濃塩酸:濃硝酸=3:1)で洗浄した。0.25mMの硝酸銀水溶液(100mL)と0.31mMのクエン酸ナトリウム水溶液(100mL)を4℃に冷却後、混合し、攪拌した。0.25mMの水素化ホウ素ナトリウム水溶液(6mL)をこの水溶液に加え、4℃で10分間攪拌した。室温で放冷した後、反応混合物を90分間還流した。反応混合物を室温で放冷して、クエン酸で保護された銀ナノ粒子を得た。表面プラズモンに特徴的な396nm付近に吸収極大をもつUV−visスペクトルを得たことにより銀ナノ粒子の生成を確認した(図17)。また透過型電子顕微鏡写真からも銀ナノ粒子の生成が確認された(図18)。
(1) Synthesis of silver nanoparticles modified with compound 1 (i) Synthesis of silver nanoparticles modified with citric acid Wash all glassware used with aqua regia (concentrated hydrochloric acid: concentrated nitric acid = 3: 1). did. A 0.25 mM aqueous silver nitrate solution (100 mL) and a 0.31 mM aqueous sodium citrate solution (100 mL) were cooled to 4 ° C., mixed and stirred. A 0.25 mM aqueous sodium borohydride solution (6 mL) was added to the aqueous solution and stirred at 4 ° C. for 10 minutes. After being allowed to cool at room temperature, the reaction mixture was refluxed for 90 minutes. The reaction mixture was allowed to cool at room temperature to obtain citric acid-protected silver nanoparticles. Formation of silver nanoparticles was confirmed by obtaining a UV-vis spectrum having an absorption maximum in the vicinity of 396 nm, which is characteristic of surface plasmons (FIG. 17). Moreover, the production | generation of the silver nanoparticle was also confirmed from the transmission electron micrograph (FIG. 18).

(ii)化合物1およびその位置異性体で修飾された銀ナノ粒子の合成
クエン酸により保護された銀ナノ粒子の溶液を遠心分離操作により、過剰のクエン酸ナトリウム、水素化ホウ素ナトリウムを除去した。遠心分離後に得られた残渣に水酸化ナトリウム水溶液を加え、得られた溶液のpHを11に調整した。DMSO(1mL)に溶解させた化合物1およびその位置異性体(1mg,6.69x10−7mol、実施例1(1)で製造)とリポ酸(2340μg,1.76x10−5mol)を銀ナノ粒子の溶液(8nM、80mL)に加え、4℃、暗所で終夜インキュベートした。この溶液を4400rpmで遠心分離して銀ナノ粒子の溶液を濃縮した。得られた濃縮液をLH20を用いてゲル濾過することで過剰の化合物1およびその位置異性体とリポ酸を除去し、化合物1で修飾された銀ナノ粒子を得た。得られた化合物1およびその位置異性体で修飾された銀ナノ粒子の透過型電子顕微鏡写真を図19に示す。
(Ii) Synthesis of Silver Nanoparticles Modified with Compound 1 and Regioisomers Excess sodium citrate and sodium borohydride were removed by centrifuging a solution of silver nanoparticles protected with citric acid. An aqueous sodium hydroxide solution was added to the residue obtained after centrifugation, and the pH of the resulting solution was adjusted to 11. Compound 1 dissolved in DMSO (1 mL) and its regioisomer (1 mg, 6.69 × 10 −7 mol, prepared in Example 1 (1)) and lipoic acid (2340 μg, 1.76 × 10 −5 mol) Added to particle solution (8 nM, 80 mL) and incubated overnight at 4 ° C. in the dark. The solution was centrifuged at 4400 rpm to concentrate the silver nanoparticle solution. The resulting concentrated solution was subjected to gel filtration using LH20 to remove excess compound 1, its positional isomer and lipoic acid, and silver nanoparticles modified with compound 1 were obtained. FIG. 19 shows a transmission electron micrograph of the obtained silver nanoparticles modified with Compound 1 and its positional isomer.

修飾された銀ナノ粒子上の化合物1およびその位置異性体の存在をUV−vis測定により確認した。シアン化カリウムを修飾された銀ナノ粒子溶液に加えると、銀ナノ粒子がK[Ag(CN)]に分解されることで表面プラズモンに由来する強い吸収が消失する。修飾された銀ナノ粒子溶液(25μL)に1Mシアン化カリウム水溶液(75μL)を加え、5分間インキュベートして反応を完了させた。反応液のUV−visスペクトルにより銀ナノ粒子に由来する400nm付近の吸収が消失し、化合物1のヘムのビスシアニド錯体の吸収が確認された(図20)。従って、図20より、修飾された銀ナノ粒子上の化合物1の存在を確認できた。The presence of Compound 1 and its positional isomer on the modified silver nanoparticles was confirmed by UV-vis measurement. When potassium cyanide is added to the modified silver nanoparticle solution, the silver nanoparticles are decomposed into K [Ag (CN) 2 ], whereby strong absorption derived from surface plasmons disappears. 1M potassium cyanide aqueous solution (75 μL) was added to the modified silver nanoparticle solution (25 μL) and incubated for 5 minutes to complete the reaction. Absorption near 400 nm derived from silver nanoparticles disappeared from the UV-vis spectrum of the reaction solution, confirming the absorption of the heme biscyanide complex of Compound 1 (FIG. 20). Therefore, the presence of Compound 1 on the modified silver nanoparticles could be confirmed from FIG.

(2)銀ナノ粒子とシトクロムb562変異体の2量体からヘムが除去されたアポタンパク質との複合体の合成
50mMのトリス塩酸緩衝液(pH7.3)に溶解したシトクロムb562変異体の2量体からヘムが除去されたアポタンパク質(約2μM、24μL、実施例1(3)(ii)で製造)に化合物1およびその位置異性体で修飾された銀ナノ粒子の溶液(銀ナノ粒子約900nM、5μL)を加え、銀ナノ粒子とシトクロムb562変異体の2量体からヘムが除去されたアポタンパク質との複合体を得た。
(2) from a dimer of the silver nanoparticles and cytochrome b 562 variants of synthetic 50mM complex with apoprotein heme is removed Tris-HCl buffer of cytochrome b 562 mutant dissolved in (pH 7.3) A solution of silver nanoparticles modified with compound 1 and its positional isomer (silver nanoparticles) on apoprotein (about 2 μM, 24 μL, prepared in Example 1 (3) (ii)) from which heme has been removed from the dimer About 900 nM, 5 μL) was added to obtain a complex of silver nanoparticles and apoprotein from which heme was removed from the dimer of cytochrome b 562 mutant.

[比較例2]
50mMのトリス塩酸緩衝液(pH7.3)に溶解したシトクロムb562からヘムが除去されたアポタンパク質(約2μM、24μL)に化合物1およびその位置異性体で修飾された銀ナノ粒子の溶液(5μL)を加え、銀ナノ粒子とシトクロムb562からヘムが除去されたアポタンパク質との複合体を得た。
[Comparative Example 2]
A solution (5 μL) of silver nanoparticles modified with Compound 1 and its positional isomer to apoprotein (about 2 μM, 24 μL) from which heme has been removed from cytochrome b 562 dissolved in 50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.3). ) Was added to obtain a complex of silver nanoparticles and apoprotein from which heme was removed from cytochrome b 562 .

(3)透過型電子顕微鏡(TEM)による測定
コロジオン支持膜が担持された銅グリッド上に実施例3(2)で得られた複合体の溶液を滴下し、充分乾燥させた。超純水をグリッド上に滴下し、ろ紙で吸水させた。この操作を2回繰り返し、塩を取り除いた。このグリッドをTEM測定装置にセットし、加速電圧100kVにて測定した。得られたTEM写真を図21(a)および図21(b)に示す。また、図22は、比較例2で得られたヘムタンパク質のアポ体との複合体のTEM写真である。図22では、銀ナノ粒子の集合体の形成は確認できなかった。一方、図21(a)および図21(b)において、銀ナノ粒子がヘムタンパク質2量体により会合していること、また、銀ナノ粒子間に2−5nmの隙間が観察されたことから、ヘムタンパク質を介した銀ナノ粒子集合体であることが確認できた。
(3) Measurement by transmission electron microscope (TEM) The solution of the composite obtained in Example 3 (2) was dropped on a copper grid carrying a collodion support film and dried sufficiently. Ultrapure water was dropped on the grid and absorbed with filter paper. This operation was repeated twice to remove the salt. This grid was set in a TEM measuring device and measured at an acceleration voltage of 100 kV. The obtained TEM photographs are shown in FIGS. 21 (a) and 21 (b). FIG. 22 is a TEM photograph of a complex of heme protein obtained in Comparative Example 2 with an aposome. In FIG. 22, formation of silver nanoparticle aggregates could not be confirmed. On the other hand, in FIG. 21 (a) and FIG. 21 (b), since the silver nanoparticles are associated by a heme protein dimer, and a gap of 2-5 nm was observed between the silver nanoparticles, It was confirmed to be an aggregate of silver nanoparticles via heme protein.

本発明の複合体は、基板上に配置し、触媒として用いることも可能である。   The composite of the present invention can be disposed on a substrate and used as a catalyst.

配列番号1 シトクロムb562
配列番号2 マッコウクジラ由来野性型ミオグロビン(sperm whale)
配列番号3 西洋ワサビペルオキシダーゼ
配列番号4 H63Cシトクロムb562
配列番号5 変異部位導入プライマー
配列番号6 M13プライマーM4
配列番号7 M13プライマーRV
配列番号8 MUT4プライマー
配列番号9 ヘモグロビンαサブユニット(human)
配列番号10 ヘモグロビンβサブユニット(human)
SEQ ID NO: 1 cytochrome b 562
SEQ ID NO: 2 Sperm whale wild-type myoglobin
SEQ ID NO: 3 Horseradish peroxidase SEQ ID NO: 4 H63C cytochrome b 562
SEQ ID NO: 5 mutation site introduction primer SEQ ID NO: 6 M13 primer M4
SEQ ID NO: 7 M13 primer RV
SEQ ID NO: 8 MUT4 primer SEQ ID NO: 9 hemoglobin α subunit (human)
SEQ ID NO: 10 hemoglobin β subunit (human)

Claims (4)

複数の金属ナノ粒子とヘムタンパク質2量体由来のアポタンパク質との複合体であって、
前記金属ナノ粒子は、式(I)および/または式(II)で表される基により1箇所以上修飾され、
前記金属ナノ粒子を修飾した式(I)および/または式(II)で表される基に含まれるヘムと、ヘムが除去された前記ヘムタンパク質2量体由来のアポタンパク質とが結合することにより、複数の前記金属ナノ粒子と前記タンパク質とが結合した複合体。

前記式(I)および式(II)中、
、R、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基または低級アルケニル基を意味し、
Yは、−Z1−Y1−Z2−Y2−または−Z1−Y1−で表される基であり、ただし、Z1は式(I)および式(II)中、−CO−と結合する基を意味し、
Y1およびY2は、独立に、−(CHn1−、−(Cn5−、−(CHn1−(Cn5−、−(Cn5−(CHn1−、−(CHn1−(Cn5−(CHn2−、−(CHn1−O−(CHn2−、−(CHn1−O−(CHn2−O−(CHn3−または−(CHn1−O−(CHn2−O−(CHn3−O−(CHn4−で表わされる基であり、ここでn1、n2、n3、n4およびn5は、それぞれ独立して1〜20の整数を意味し、
Z1は、O、NHおよびSからなる群から選択され、
Z2は、NHCO、CONHおよびNHからなる群から選択され、
Mは、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Co2+、Co3+、Mn2+およびMn3+からなる群から選択され、
前記ヘムタンパク質2量体は、天然のヘムタンパク質のアミノ酸配列中、1つのアミノ酸残基をシステイン残基に置き換えた変異体である。
A complex of a plurality of metal nanoparticles and an apoprotein derived from a hemoprotein dimer,
The metal nanoparticles are modified at least one place by a group represented by formula (I) and / or formula (II),
By binding the heme contained in the group represented by the formula (I) and / or the formula (II) modified with the metal nanoparticles to the apoprotein derived from the heme protein dimer from which heme has been removed. A complex in which a plurality of the metal nanoparticles and the protein are bound.

In the formula (I) and the formula (II),
R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a lower alkenyl group,
Y is a group represented by -Z1-Y1-Z2-Y2- or -Z1-Y1-, wherein Z1 means a group bonded to -CO- in formula (I) and formula (II). And
Y1 and Y2 are independently, - (CH 2) n1 - , - (C 6 H 4) n5 -, - (CH 2) n1 - (C 6 H 4) n5 -, - (C 6 H 4) n5 - (CH 2) n1 -, - (CH 2) n1 - (C 6 H 4) n5 - (CH 2) n2 -, - (CH 2) n1 -O- (CH 2) n2 -, - (CH 2 ) n1 -O- (CH 2) n2 -O- (CH 2) n3 - or - (CH 2) n1 -O- ( CH 2) n2 -O- (CH 2) n3 -O- (CH 2) n4 -, Wherein n1, n2, n3, n4 and n5 each independently represents an integer of 1 to 20,
Z1 is selected from the group consisting of O, NH and S;
Z2 is selected from the group consisting of NHCO, CONH and NH;
M is selected from the group consisting of Fe 2+ , Fe 3+ , Zn 2+ , Co 2+ , Co 3+ , Mn 2+ and Mn 3+ ,
The heme protein dimer is a mutant in which one amino acid residue is replaced with a cysteine residue in the amino acid sequence of a natural heme protein.
前記ヘムタンパク質2量体は、シトクロム、ヘモグロビン、ミオグロビンまたはペルオキシダーゼの2量体である請求項1に記載の複合体。   The complex according to claim 1, wherein the hemoprotein dimer is a dimer of cytochrome, hemoglobin, myoglobin, or peroxidase. 前記金属ナノ粒子が、金ナノ粒子、銀ナノ粒子、白金ナノ粒子、パラジウムナノ粒子、硫化カドミウム(CdS)ナノ粒子、セレン化カドミウム(CdSe)ナノ粒子、テルル化カドミウム(CdTe)ナノ粒子、硫化亜鉛(ZnS)ナノ粒子、セレン化亜鉛(ZnSe)ナノ粒子、もしくはテルル化亜鉛(ZnTe)ナノ粒子または、硫化カドミウム(CdS)、セレン化カドミウム(CdSe)、テルル化カドミウム(CdTe)、硫化亜鉛(ZnS)、セレン化亜鉛(ZnSe)およびテルル化亜鉛(ZnTe)からなる群から選択される2種類から構成されるコア/シェル型のナノ粒子である請求項1または2に記載の複合体。 The metal nanoparticles are gold nanoparticles, silver nanoparticles, platinum nanoparticles, palladium nanoparticles, cadmium sulfide (CdS) nanoparticles, cadmium selenide (CdSe) nanoparticles, cadmium telluride (CdTe) nanoparticles, zinc sulfide. (ZnS) nanoparticles, zinc selenide (ZnSe) nanoparticles, or zinc telluride (ZnTe) nanoparticles, or cadmium sulfide (CdS), cadmium selenide (CdSe), cadmium telluride (CdTe), zinc sulfide (ZnS) ), Zinc selenide (ZnSe), and zinc telluride (ZnTe), which are core / shell type nanoparticles composed of two types selected from the group consisting of zinc telluride (ZnTe). 請求項1に記載の複合体の製造方法であって、
複数の金属ナノ粒子と式(I’)および/または式(II’)で表されるジスルフィド体と反応させて、金属ナノ粒子を式(I)および/または式(II)で表される基により1箇所以上修飾し、
複数の前記修飾された金属ナノ粒子と、ヘムが除去されたヘムタンパク質2量体由来のアポタンパク質とを反応させ、前記金属ナノ粒子を修飾した式(I)および/または式(II)で表される基に含まれるヘムと、ヘムが除去された前記ヘムタンパク質2量体由来のアポタンパク質とが結合することにより、複数の前記金属ナノ粒子と前記タンパク質とが結合した複合体を得る製造方法。

前記式(I’)および式(II’)中、
、R、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基または低級アルケニル基を意味し、
Yは、−Z1−Y1−Z2−Y2−または−Z1−Y1−で表される基であり、ただし、Z1は式(I’)および式(II’)中、−CO−と結合する基を意味し、
Y1およびY2は、独立に、−(CHn1−、−(Cn5−、−(CHn1−(Cn5−、−(Cn5−(CHn1−、−(CHn1−(Cn5−(CHn2−、−(CHn1−O−(CHn2−、−(CHn1−O−(CHn2−O−(CHn3−または−(CHn1−O−(CHn2−O−(CHn3−O−(CHn4−で表わされる基であり、ここでn1、n2、n3、n4およびn5は、それぞれ独立して1〜20の整数を意味し、
Z1は、O、NHおよびSからなる群から選択され、
Z2は、NHCO、CONHおよびNHからなる群から選択され、
Mは、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Co2+、Co3+、Mn2+およびMn3+からなる群から選択される。
It is a manufacturing method of the composite_body | complex of Claim 1, Comprising:
A group represented by formula (I) and / or formula (II) is obtained by reacting a plurality of metal nanoparticles with a disulfide represented by formula (I ′) and / or formula (II ′). To modify one or more places
A plurality of the modified metal nanoparticles are reacted with apoprotein derived from a heme protein dimer from which heme has been removed, and the metal nanoparticles are modified by the formula (I) and / or the formula (II). A method for producing a complex in which a plurality of the metal nanoparticles and the protein are bound by binding the heme contained in the group to be bound to the apoprotein derived from the heme protein dimer from which heme has been removed .

In the formula (I ′) and formula (II ′),
R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a lower alkenyl group,
Y is a group represented by -Z1-Y1-Z2-Y2- or -Z1-Y1-, wherein Z1 is a group bonded to -CO- in formula (I ') and formula (II'). Means
Y1 and Y2 are independently, - (CH 2) n1 - , - (C 6 H 4) n5 -, - (CH 2) n1 - (C 6 H 4) n5 -, - (C 6 H 4) n5 - (CH 2) n1 -, - (CH 2) n1 - (C 6 H 4) n5 - (CH 2) n2 -, - (CH 2) n1 -O- (CH 2) n2 -, - (CH 2 ) n1 -O- (CH 2) n2 -O- (CH 2) n3 - or - (CH 2) n1 -O- ( CH 2) n2 -O- (CH 2) n3 -O- (CH 2) n4 -, Wherein n1, n2, n3, n4 and n5 each independently represents an integer of 1 to 20,
Z1 is selected from the group consisting of O, NH and S;
Z2 is selected from the group consisting of NHCO, CONH and NH;
M is selected from the group consisting of Fe 2+ , Fe 3+ , Zn 2+ , Co 2+ , Co 3+ , Mn 2+ and Mn 3+ .
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