JPH049400A - 感光性色素蛋白質の固定化方法 - Google Patents

Abstract

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め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は感光性色素蛋白質を含む脂質膜を固体基板上に
化学的に固定する方法に関するものであり、また感光性
色素蛋白質を固体基板上に一定の分子の配向をもって共
存結合により固体化するための方法に関するものである
。本方法はバクテリオロドプシンなどの感光性色素蛋白
質を用いる光電変換用の電極あるいはその他の光センサ
のだめの薄膜作製法として特に有用であり、またこれら
の感光性色素蛋白質の配向の制御方法としても有用であ
る。 （従来の技術） 視物質ロドプシンおよびバクテリオロドプシンに代表さ
れる感光性色素蛋白質は光吸収によって蛋白質の配向の
方向に対して一定の方向にヘクトル的な仕事を行う。 従って、この蛋白質を配向化させて薄膜の状態で用いる
ことにより膜を横切る一定の方向に仕事を行う光機能性
膜を作製することができ、これを電極材料と組み合わせ
ることによって光電変換素子を構築することが可能とな
る。素子の作製にとって、感光性色素蛋白質の配向制御
と薄膜化は第一に重要なプロセスであり、この目的のた
めに薄膜の配向を変えることなく安定に基板上に固定す
るための技術が嘱望されている。 感光性色素蛋白質分子の配向化に有用な薄膜形成方法と
しては例えば、Ｋ、Ｎａｇｙ＋　Ｂｉｏｃｈｅｍ、Ｂｉ
ｏｐｈｙｓＲｅｓ、Ｃｏｍｍｕｎ、、８５．　　ｐｐ３
８３−３９０　　（１９７８年）に記載の電着法などの
電場を利用する方法、Ｄ、Ｎｅｕｇｅｂａｕｅｒ、　ｅ
ｔ　ａｌ、、　ＦＥＢＳ　Ｌｅｔｔｅｒｓ、　　７８ｐ
ｐ３１−３５　（１９７７年）に記載の磁場を利用する
方法、Ｔ、Ｆｕｒｕｎｏ、　ｅｔ　ａｌ、、　Ｔｈ１ｎ
　５ｏｉｌｄ　Ｆｉ１ｍｓ１６０、ｐｐ１４５−１５１
　（１９８８年）に記載のＬＢ膜作製法、また、Ａ、Ｅ
、Ｂｌａｕｒｏｃｋ、　Ｊ、Ｍｏｌ。 Ｂｉｏ＋、、９３．　ｐｐ１３９−１５８　（１９７５
年）あるいはに、Ｓｉｎｇｈ、　ｅｔ　ａｌ、、　Ｂｉ
ｏｐｈｙｓｊ、、　　３１ｐｐ３９３−４０２　（１９
８０年）に記載されるようにカチオン性膜などの特定の
材料表面への吸着特性を利用する方法などが知られてい
る。 これらの従来法のうち、特に電場配向法とＬＢ層膜法光
電変換用の電極を作製する目的においても広く用いられ
ており、いずれも感光性色素蛋白質の薄膜が吸着状態す
なわち非共有結合状態によって複数累積させた膜が得ら
れるのが特徴である。 （本発明が解決しようとする問題点） 従来の技術によって基板材料上に被覆された感光性色素
蛋白質は、単に物理吸着によって固定化されているため
に、長時間の保存においてその配向状態が変化する可能
性があり、特に薄膜を溶液と接合したときには一部が基
板から剥離する問題を生しる。このことは作製する光電
変換電橋の出力と保存安定性にも影響し、特に溶液との
接合を用いる湿式系の光電変換素子には大きな影響を及
ぼす。また、電場配向法などによって形成される薄膜は
比較的厚みが大きいうえに膜厚の制御が難しい。一方、
ＬＢ法は超薄性の点でに優れているが、製膜に必要な条
件（例えば、基板の平坦性やサイズなど）によって使用
上の制約を受けやすい。 本発明の目的は、従って第１に、感光性色素蛋白質を含
む脂質膜を固体基板上に安定に固定化する方法を提供す
ることであり、第２に、感光性色素蛋白質の超ｙｌ＃を
電極などの基板上に設ける方法を提供することであり、
第３には、感光性色素蛋白質の配向化した膜を比較的容
易に得るための方法を提供するものである。 （問題解決の手段） 本発明の以上の目的は、表面を１種以上の二官能性化合
物の共有結合によって活性化させた固体材料もしくは表
面に反応活性な基を有する固体材料の表面上に感光性色
素蛋白質を含む脂質膜を該表面の反応活性基との化学反
応によって共有結合させることを特徴とする感光性色素
蛋白質を含む脂質膜の該固体基板上への固定化方法を用
いることによって達成することができた。 本発明はバクテリオロドプシンを感光性色素蛋白質とし
て含有する紫膜に代表されるような生体の蛋白質含有脂
質膜の微小断片を電極材料などの固体材料表面上に化学
結合によって固定するため技術を開示するものである。 固体基板上に酵素や蛋白質の分子を化学修飾によって固
定化する方法はすでによく知られているが、これらの生
体分子の固定と異なり、本発明は蛋白質、特に感光性蛋
白質を含有する生体膜の微小断片を固体基板上に二次元
的に密に並べることにより生体の平膜を再構成しようと
する技術にかかわるものである。 固定化の方法は次の２つの段階から成っている。 １、固体材料表面の化学的な活性化 ２．　活性化された固体材料表面と感光性色素蛋白質を
含む脂質膜とき共有結合の形成 ここで第２の段階において固体材料表面と該蛋白質とは
直接の付加反応もしくは第３の試薬や触媒を作用させた
もとでの付加反応や結合反応によって互いに化学結合を
行う。 固体材料表面の化学的な活性化とは、固体材料表面に化
学結合反応に活性な基を導入することを意味する。化学
結合反応に活性な基とは、例えばアミノ基、エポキシ基
、アルデヒド基、カルボキシル基、活性エステル基、チ
オール基、活性スルホニル基などを含む。これらのうち
特に好ましいものはアミノ基とアルデヒド基である。す
なわち、アミノ基は蛋白質分子のカルボキシル基との脱
水縮合反応によって蛋白質とアミド結合を形成し、一方
、アルデヒド基は蛋白質分子の一級アミノ基と５ｃｈｉ
ｆｆ結合を形成してそれぞれ蛋白質分子を含む脂質膜の
固定に寄与することができる。 感光性色素蛋白質として代表的なバクテリオロドプシン
（ＢＲ）を例にあげて基板表面との反応について説明す
ると、ＢＲは野性の紫膜中にその表裏（アミノ末端面と
カルホキノル末端面）を配合させて埋め込まれている。 この表裏構造の中で特にカルホキノル末端面には、リジ
ンのアミノ基およびグルタミン酸やアスパラギン酸によ
るカルボキシル基がアミン末端面に比べてより豊富に存
在している。これらはいずれも化学反応に活性な基であ
るため、同じく活性化された固体材料表面の基と結合反
応を行うことが可能となる。従って活性化された基板は
ＢＲＯカルボキシル末端側とより高い確率で反応し、紫
膜をカルボキシル末端側の面から固定し配向化すること
ができる。 固体材料表面の活性化は、例えば表面に存在する酸化物
の層の表面の水酸基を介して反応活性な化合物により化
学的に修飾することによって行うことができる。このよ
うな表面水酸基を有する固体材料の典型は金属および金
属酸化物である。修飾に用いる試薬は一般にカプリング
試薬として知られるもので有機シラン化合物が代表的で
あり、アミノ化のためには、アミノアルキルシラン誘導
体、チオール化のためにはメルカプトアルキルシラン誘
導体の各種が適用される。本発明の方法に有用なシラン
化合物を含むカプリング試薬については、例えばＥ、Ｐ
、Ｐｌｕｅｄｄｅｍａｎｎ、　Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉ
ａｏｆ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　５ｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅ
ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、　Ｖｏｌ、　４Ｊｏｈｎｌ＋ｌ
１ｌｅｙ＆５ｏｎｓ、　　１９８６．　ｐ、２８４　　
ｐ、２９８ならびに熊田誠、和田正、ｒシリコーンの最
新応用技術」　（シーエムシー）、１９８２年に記載さ
れている。 二のようにして活性化された固体材料表面上に感光性色
素蛋白質を含む脂質膜は一段階の反応によってもしくは
多段階の反応を通して化学結合（すなわち共有結合）に
よって固定化される。例えばアミノ化された固体材料表
面は該蛋白質とカルボジイミドなどの縮合剤の存在下で
一段階で反応処理するが、もしくはジアルデヒド類で表
面を処理しアルデヒド基を導入した後に該蛋白質と反応
させる。固体材料表面との反応に先立って蛋白質もしく
は脂質分子の構造を反応に有利な基をもつように活性化
させることもできる。例えば、蛋白質のカルボキシル基
もしくは脂質のリン酸残基を活性エステル化する方法は
その例である。 本発明でいう脂質膜とは、天然の脂質類を膜の生成分の
１つとして含む膜を意味する。脂質類としてはリン脂質
（ボスボリピト）、糖脂質（グリコリピド）、硫糖脂質
（グリコリピドサルフェート）、脂肪酸、脂肪酸エステ
ルなどが含まれる。 バクテリオロドプシン（Ｂ　Ｒ）を含む紫膜は脂質膜の
１種であり、高密度に分布するＢＲ分子の間隙を境界脂
質としてリン脂質と硫＃Ｍ脂質が取り囲む構造をとって
いる。 本発明で好ましく用いられる感光性色素蛋白質は光を吸
収してそのエネルギーを化学的な仕事に有効に変換する
生体由来の蛋白質およびその誘導体であり、例えば視物
質ロドプシン、バクテリオロドプシン、へロロドプシン
、フォボロドプシンアーキロドブシンなどのロドブシン
ファミ１ノーが挙げられる。これらのうち、本発明に最
も好ましいのは生体外での安定性の点で優れるバクテリ
オロドプシンである。バクテリオロドプシンは視吻頁ロ
ドプシンと同様にオプシンを蛋白としレチナールを発色
団としてもつレチナール蛋白質の一種ｃ？）ｖ、調度好
塩菌ハロバクテリア（Ｈａｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｎａ
ｌｏｂｉｕｍ）の細胞形質膜より、例えばｕ　Ｕｅｓｔ
ｅｒｈａｌｔ、　Ｗ、５ｔｏｅｃｋｅｎｉｕｓ、　Ｍｅ
ｔｈｏｄｓヒｎｚｙｍｏｌｏｇｙ、３　１．　　ｐｐ６
　６　７−６　７　８　　（１９７４手）に記載される
方法に従って、紫膜と呼ばれるディスク状物質として精
製することができる。この紫膜はバクテリオロドプシン
の三量体が二次元六方格子の結晶構造をとり、その間隙
を境界脂質（ロドプシン重量の約１／３）が取り囲む構
造から成っていると考えられている（Ｒ，Ｈｅｎｄｅｒ
ｓｏｎａｎｄ　Ｐ、Ｎ、Ｔ、　Ｌｌｎｗｉｎ、　Ｎａｔ
ｕｒｅ＋　　２７５．　ｐｐ２８　３２　（１９７５年
））。バクテリオロドプシンは発色団としてレチナール
（ビタミンＡ誘導体）を含んでいる。レチナールは蛋白
分子鎖の２１６番目のアミノ酸であるリジンのε−アミ
ノ基と５ｃｈｉｆｆ結合をしており、この結合がもたら
すオプシンシフトと呼ばれる長波長シフトによって広い
可視吸収が賦与されている。 ロドプシン重量の感光性色素蛋白は可視域に５５０〜５
６０ｒ＋ｎを極大とする広い吸収を有し、光吸収によっ
て水素イオンをベクトル的に輸送するいわゆるプロトン
ポンプの機能を有する。ロドプシンの光ポンプ機能に関
しては、池上明、蛋白質核酸・酵素　第３４巻、第５号
、ｐ、４４０−４６１、あるいはＡ、Ｉｋｅｇａｍｉ、
　ｅｔ　ａｌ、、　Ｓｐｒｉｎｇｅｒ　Ｐｒｏｃ。 Ｐｈｙｓ、、２０．　ｐｐ１７３−１８２　（１９８７
年）に解説がある。またこの機能を生体外で光電変換あ
るいは光からＰＨ変化などの化学エネルギーへの変換に
利用した研究例は、例えばに、Ｓｉｎｇｈ、　ｅｔａｌ
、、　Ｂｉｏｐｈｙｓｉｃａｌｖ　Ｊ、、　　３１．　
ｐｐ３９３−４０２（１９８０年）及びＬｌｈａｒａ　
ａｎｔ３　Ｙ、？１ｕｋｏｈａｒａ。 ＦＥＢＳ　Ｌｅｔｔｅｒｓ、　　２４０　、　ｐｐ　１
４　Ｂ　−１５２（１９８８年）とその引用文献に示さ
れている。 本発明でバクテリオロドプシンは、化学的処理を経てそ
の発色団であるレチナール部分を各種の異性体もしくは
誘導体に変換することによって、その吸収波長域の長波
長化もしくは短波長化を行うことか可能である。これら
のレチナールの異性体および誘導体の例としては、 １、　　ａｌｌ−ｔｒａｎｓ−レチナール（吸収極大５
７０ｎｎ）２、　１３−ｃｉｓ−レチナール　　（吸収
極大５５０ｎｍ）３．３４−ジヒドロレチナール（吸収
極大５９３ｎｌ）４．５６−ジヒドロレチナール（吸収
極大４７５ｎ…）５、　レトロ−γ−レチナール（吸収
極大４３０ｒ＋ｍ）また、例えばＴ−Ｍｏｇｉ　ら、Ｐ
ｒｏｃ、Ｎａｔｌ、Ａｃａｄ。 Ｓｃｉ、ＵＳＡ、８５．ｐｐ４１４Ｂ−４１５２（１９
８８）に示されるように、遺伝子組み換え操作によって
ロドプシンのアミノ酸配列を一部変えることよっても吸
収波長域の異なるロドプシン誘導体を得ることができる
。これらの波長変換型のバクテリオロドプシン誘導体も
また本発明に有効に利用することができる。 本発明で用いられる感光性色素蛋白質としては、ロドプ
シン類の他にクロロスフイル及びバクテリオクロロフィ
ルを含む光合性反応中心蛋白質、虫の走光性機能にかか
わるステントリンなどの蛋白質も含まれる。 本発明において用いられる感光性色素蛋白質を含む脂質
膜はその薄膜を固定する過程で各種のバインダー材料と
混合して固定することができる。 バインダー材料としては例えば、リン脂質、脂肪酸、脂
肪酸エステル、脂肪族アミン、脂肪族アミドなどの両親
媒性化合物、コラーゲン、アルブミン、セルロース、キ
チン類などの生体高分子化合物、ポリエチレンオキノド
、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリカ
ーボネートなどの合成高分子化合物などが挙げられる。 本発明において感光性色素蛋白質を固定化する固体材料
としては有機物、無Ｉａ！Ｉ！７１を問わず各種の材料
が適用できるが、中でも怒光性素子を作製する上で好ま
しいものは電極材料である。 電極材料としては各種金属（Ａｕ、Ｐｔ、Ａｆｆｉ、Ａ
ｇなど）あるいは導電性の金属酸化物（ＳｎＯ□、１ｎ
Ｊ１　、　ＲｕＯ□、など）が特に好ましく用いられる
。 中でも光透過性と化学的安定性の点で素子の作製上好ま
しいものはＡｕもしくはＰｔの薄膜（厚さ１０００Å以
下）もしくはＳｎＯ２，［ｎｚＯａ、及びこれらの複合
体（Ｉ　ＴＯ）の薄膜である。これらの中でも、光透過
性の良さに加えて電極材料の化学的安定性の点で特に好
ましく用いられるのはＳｎｕｇおよびＩＴＯである。Ｓ
ｎＯ□およびＩＴＯの導電性は電導率として１０２Ω−
１ｃｍ　−１以上が好ましく１０３Ω−’　ｅｌｌ　−
’以上が特に好ましい。これらの導電性電極材料はガラ
スや樹脂など透明の支持体上に真空莫着法やスパッタリ
ング法などによって薄膜として担持され、その膜厚は好
ましくは１００〜１００００人、特に好ましくは５００
〜６０００人である。 その他、多孔質ガラスの孔壁を固定材料の表面として、
孔壁に感光性色素蛋白質を共有結合によって固定化する
こともできる。 更に本発明ではセルロース膜（アミンセルロース膜など
）、ゲル膜（アルギン酸カルシウム膜、ゼラチン膜など
）などの元々反応活性な基を表面に有する固体材料を用
いることもできる。 本発明き実施ａｍを以下に示すが、これらの例に限られ
るものではない。

【実施例１】　（バクテリオロドプシンを含む紫膜のガ
ラス基板への固定化−１］ ０ｅｓｔｅｔｈａｌｔらの方法にしたがって、Ｈａｌｏ
ｂａｃＬｅｒｉｕｍＨａｌｏｂｉｕ−の菌体より密度勾
配遠心法を用いてバクテリオロドプシンと脂質類を含む
紫膜の断片を分離精製し、純水に分散して懸濁液を調製
した。 スライドガラス基板を熱ｉ１ｍ硫酸で処理し、表面を親
水性とした後、１重量％の３−アミノプロピルトリメト
キシシランの１重量％水溶液中に３０分浸漬して引き上
げた。基板を空気中に１時間放置して乾燥させ、さらに
１１０″Ｃのオーブン中で３０分間乾燥させた。このよ
うにして基板の表面をアミノ化して活性化した。次に、
アミノ化したａ［を２．５重量％のグルタルアルデヒド
の水溶液に浸し、室温で３０分反応させた。基板を純水
でリンスした後、紫膜の懸濁水溶液（５６０Ωｍにおい
て吸光度１０．０）に浸し、攪拌下で室温で終夜放置し
て紫膜の固定化を行った。基板を純粋で２回リンスした
後、超音波水浴中で３０秒間洗浄した。基板を乾燥後、
基板の光学吸収を分光光度計で測定したところ、バクテ
リオロドプシンに由来する明確な吸収スペクトル（吸収
ビーク５７０　ｎｍ、吸光度０．００４）が認められた
。吸光度の値からガラスの両面に紫膜の単分子膜層が被
覆されたことが予想された。同様の操作を、表面のアミ
ノ化を行わないガラス基板を用いて実施したが、超音波
処理の後にバクテリオロドプシンの吸収は認められなか
った。

【実施例２】　（バクテリオロドプシンを含む紫膜のガ
ラス基板への固定化−２〕 実施例１におてい濃硫酸処理したガラス基板を２−アミ
ノエチルアミノメチルトリメトキシシランの１重量％水
溶液中に３０分間浸した以外は同様な操作によって基板
のアミノ化を行った。このアミン化ガラスを紫膜の吸光
度２０．０の懸濁水溶液中に浸漬し、次いで懸濁液中に
水溶性カルボジイミドとして１−エチル−３−（３−ジ
メチルアミノプロピル）−カルボジイミド　ハイドロク
ロライドを０．０５Ｍの濃度となるように溶解させｐＨ
を７．８に調整した。懸濁液をゆっくりと振とうさせ、
室温で１８時間放置した。このようにして紫膜をアミノ
化ガラス上に縮合反応によって固定化することを試みた
。反応終了後、ガラス基板を純水で十分にリンスしさら
に超音波水浴中で３０秒間洗浄した。洗浄後のガラス基
板の光学特性吸収を測定した結果、バクテリオロドプシ
ンに由来する吸収スペクトルが認められた（吸収ビーク
５７０ｎｍ、吸光度０．００４）、比較として同様なア
ミノ化ガラス上への固定化操作を水溶性カルボジイミド
を添加しない紫膜懸濁液中で実施した結果、バクテリオ
ロドプシンの吸収はほとんど認められなかった。

【実施例３】　［バクテリオロドプシンを含む紫膜の電
極基板への固定化−１］ 電極基板として導電性のＳｎＯ□透明電極〔ガラス上の
５ｎ０２層の厚み４０００人、伝導度３×Ｉ　Ｑ−’　
ｏｈｍ−’Ｃｍ−’）を用いた。１ｉ穫基板を熱濃硫酸
で処理をした後、３−アミノプロピルトリエトキシシラ
ンの１０％水溶液中に浸し、５０°Ｃで６時間処理を行
った。基板を取り出してさらに１２０°Ｃで１０分間乾
燥させた後、基板をグルタルアルデヒドの２．５％水溶
液中に浸して室温で１時間放置した。基板を水でリンス
した後、実施例１に示した工程と同様にして、紫膜の懸
、ｆ５液中で基板表面を反応させて、紫膜を基板上に固
定化した。 電極基板を水洗した後、実施例１と同様に、吸収スペク
トルに基づいて基板上のバクテリオロドプシンの存在が
確認された。

【実施例４】　〔バクテリオロドプシンを含む紫膜の電
極基板への固定化−２〕 電極基板としてＡ１透明電極（ガラス上のＡｌ蒸着層の
厚み、１０００人）を用いた以外は実施例３と同様にし
て、基板上への紫膜の固定化を実施した。電極基板を水
洗した後、実施例１と同様に、吸収スペクトルに基づい
て基板上のバクテリオロドプシンの存在が確認された。

【実施例５】　［バクテリオロドプシンを含む単分子膜
の固体基板への固定化−１］ 基板として導電性のＳｎｕｇの透明電極（ガラス上のＳ
ｎｕｇ層の厚み４０００人、伝導度３　Ｘ　１０−”ｏ
ｈｍ−’　Ｃｍ　−’　）を用い実施例３と同様にして
３−アミノプロピルトリエトキシシランを用いて表面の
アミノ化を行った。 紫膜の水懸濁液１００μ！にヘキサン１００μｉを添加
してＶｏｌ　ｔｅｘ　ミキサーにより振とうした後、こ
れにＤＭＦ２０μ２を添加してさらに振とうし紫膜の懸
濁液を作製した。多丞槽型の円形トラフを用い、この懸
濁液から上澄みのヘキサンの一部を除いた液を、カルシ
ウムイオン５ｍＭを含む純水相の表面に展開し紫膜の単
分子膜を作製した。 この単分子膜を３０ｄｙｒ＋／ｃｍの表面圧力まで圧縮
した後、グルタルアルデヒドの３％水溶液を満たした水
槽上に一定圧力化でゆっくりと移動した。２０分間の放
置後、活性化された単分子膜をリンス用の水の水槽に移
し、−皮表面圧力を５ｄｙｎ／ｃｍまで落とした後上記
のアミノ化ＳｎＯ，電極を水面を横切って垂直に水中に
浸漬し、次に圧力をふたたび３０　ｄｙｎ／ｃｍまで戻
してから電極基板をゆっくりと水面上に引き上げた。 このようにして、電極上に紫膜のラングミュアーブロジ
ェント（ＬＢ）膜の１層が被覆された。電極基板をその
まま１時間室温で放置し、固定化を完了した。単分子膜
を被覆した電極基板を超音波で３０秒間水中で洗浄し非
結合の紫膜を脱離させた。吸収スペクトル測定に基づい
て基板上のバクテリオロドプシンの存在が確認された。

【実施例６】　〔バクテリオロドプシンを含む単分子膜
の固体基板への固定化−２］ 基板として実施例１で作製したアミノ化ガラスを用いた
。紫膜の単分子膜の形成法は実施例５と同様であり、こ
こでは単分子膜の活性化試薬としてグルタルアルデヒド
に変わって実施例２で用いた水溶性カルボジイミド化合
物を用いた以外は、実施例５と同様にして固定化を行っ
た。すなわち、単分子膜を水溶性カルボジイミド化合物
のＯ，１Ｍ水溶液（ｐＨ６）の水槽上に移して２０分間
放置して活性化を行い、リンス用による洗浄を経て垂直
浸漬法によってガラス基板上に移し取った。 このようにして、電極上に紫膜のラングミュア−プロシ
ェフ）（ＬＢ）膜の一層が被覆された。電極基板をその
まま６時間室温で放置し、固定化を完了後、単分子膜を
被覆した電極基板を超音波で３０秒間水中で洗浄し非結
合の紫膜を脱離させた。吸収スペクトル測定に基づいて
基板上のバクテリオロドプシンの存在が確認された 実施例５．６とも、活性化工程を経なかった比較実験に
おいては、基板上のＬＢ膜は超音波洗浄によって容易に
脱離し、バクテリオロドプシンの吸収はほとんど検出さ
れなかった。

【実施例７】　〔光合成反応中心クロロフィル蛋白質複
合体を含むクロマトフォア膜の精 製〕 光合成細菌である（Ｒｈｏｄｏｐｓｅｎｄｏｍａｎａｓ
　ｖｉｒｉｄｉｓ）を、嫌気状態で、光照射下、室温で
培養し菌体を得た。この菌体をフレンチプレスによって
破砕し、密度勾配遠心法によって膜小胞を調製し、次い
でトリス塩酸水溶液に透析することにより光合成反応中
心の蛋白質複合体ｌが埋め込まれたクロマトフォア膜を
調製した。 このクロマトフォア膜はクロロフィル蛋白質複合体とリ
ン脂質からなる光合成膜すなわちチラコイド膜の一種で
ある。この膜断片の懸濁水溶液〔９３゜ｎｍにおいて吸
光度’ｉ０）中に、実施例１で作製したグルタルアルデ
ヒド処理をしたガラス基板を浸漬し、攪拌下室塩で３０
分放置した。 このようにして、クロマトフォア膜が直接基板上にシッ
フ結合によって固定化された。 同様の操作を表面の活性化を行わないガラス基板（比較
）を用いて実施した。これらの基板をリン酸緩衝液（１
／１５Ｍ、ｐＨ７，０）中で攪拌下１０分間洗浄し、次
いで水でリンスしてから基板を乾燥させ、吸収アスペク
トルを測定した。活性化基板上に固定化を行った試料で
は反応中心蛋白質による吸収（吸光度０．００３．９３
０ｎｍ）が認められたが、比較のガラス基板では吸収は
検出されなかった。 手続補正書 平成 月〆３日 １、事件の表示 ２、発明の名称 ３、　補正をする者 事件との関係 平成２年特願第１０９４ ９５号 感光性色素蛋白質の固定化方法

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表面に反応活性な基を有する固体材料の表面上に感
   光性色素蛋白質を含む脂質膜を該表面の反応活性基との
   化学反応によって共有結合させることを特徴とする感光
   性色素蛋白質を含む脂質膜の該固体基板上への固定化方
   法。 ２、感光性色素蛋白質がバクテリオロドプシンもしくは
   その変異異性体であることを特徴とする特許請求の範囲
   １に記載する感光性色素蛋白質を含む脂質膜の固体基板
   上への固定化方法。 ３、反応活性な基の少なくとも一種がアルデヒド基また
   はアミノ基であることを特徴とする特許請求の範囲１に
   記載する感光性色素蛋白質を含む脂質膜の固体基板上へ
   の固定化方法。 ４、固体材料の表面を有機シラン化合物で修飾した後、
   ジアルデヒド類を反応させて表面に反応活性な基を導入
   した固体材料を用いることを特徴とする特許請求の範囲
   １または３に記載する感光性色素蛋白質を含む脂質膜の
   固体基板上への固定化方法。 ５、反応活性な基と感光性色素蛋白質との反応が縮合反
   応であることを特徴とする特許請求の範囲１に記載する
   感光性色素蛋白質を含む脂質膜の固体基板上への固定化
   方法。 ６、固体材料の表面をアミノアルキルシラン化合物で修
   飾して得られた反応活性な基を有する固体材料を用いる
   ことを特徴とする特許請求の範囲１または３に記載する
   感光性色素蛋白質を含む脂質膜の固体基板上への固定化
   方法。