高大連携講座　応用数理科３年（生物分野　第３回）

６月２７日　徳島大学教養教育院で応用数理科３年生　アドバンスドサイエンス生物分野選択９名の生徒に対して、第３回目高大連携講座（生物分野）が行われました。

今回は｢ホタルの発光タンパク質の実験｣です。

ホタルの発光タンパク質であるルシフェリンを用いて、タンパク質の基本的な性質を理解することが目的です。

実験材料は酵素であるルシフェラーゼと基質であるルシフェリン、あと発光に必要なATPです。

実は、この実験キットはキッコーマンというお醤油を作る会社から売り出されていたものです。キッコーマンでは、衛生状態を確認するため、ホタルの発光タンパク質であるルシフェリンとルシフェラーゼを利用するのです。この発光はそこに存在するATP量に比例して発光の強さが変わります。発光の強さを確認することで、そこに存在する細菌のATP量を測定し、細菌の数を求めます。これは教科書に載っている内容ですが、生徒達に理解してもらうことが難しいと感じている内容です。今回、わかりやすく説明していただき、生徒達が理解できたと感じました。

 さて、実験ですが、高温条件、低温条件、酸、塩基を加えた場合に発光がどうなるか確認しました。

なお、塩基を加えた場合は、ルシフェリンの立体構造において、発光に関わる部分が少し変化して、黄色の発光からオレンジの発光になるそうです。タンパク質の構造や働きを理解するために、非常に良い教材であると思いました。

不思議に光るルシフェリンの光に生徒達は引き込まれており、酵素並びにタンパク質の性質の実験として、本校でも実施したいと思いました。

なお、３回の実験を実施していただいた徳島大学渡部先生には、高大連携講座以外にも課題研究のテーマ設定の研修や課題研究等で多大なご協力いただいております。この場をお借りして、感謝申し上げたいと思います。

　　　ルシフェリンの発光です　　　　　　　ウォーターバスで高温処理、氷で低温処理を行いました

　　　　　　　　　　酸を塩基を加えます　　　　　　　　　　　塩基を加えた場合は光が弱くなるだけでなく、

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ルシフェリンの立体構造が変化し、色が変わります。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　上と比べて色の違い分かりますか？