(57)【要約】大分子量を有するタンパク質を規則的に配列させることにより得られる、さらに大分子量を有するタンパク質ポリマーの提供を提供する。一般式（Ｉ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩を用いることにより、大分子量を有するタンパク質ポリマーを得ることができる。2009113551.tif 000063前記式（Ｉ）中、  Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、ＹおよびＸは、明細書中で定義のとおり。
2009113551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（Ｉ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩。
【化１】
2009113551.tif 000055
前記式（Ｉ）中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基、ハロゲン原子で置換された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−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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、
Ｍは、Ｆｅ、ＺｎおよびＣｏからなる群から選択され、
Ｘは、ヘムタンパク質の変異体中のＸを意味し、前記ヘムタンパク質の変異体は式（Ｖ）で表わされ、
【化２】
2009113551.tif 000056
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、Ｆｅは、前記ヘムタンパク質に含まれるポルフィリン基の４つの窒素原子と結合している。
【請求項２】
一般式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩。
【化３】
2009113551.tif 000057
前記式（ＩＩ）中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基、ハロゲン原子で置換された低級アルキル基、ハロゲン原子で置換された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−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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、
Ｍは、Ｆｅ、ＺｎおよびＣｏからなる群から選択され、
Ｘは、ヘムタンパク質の変異体中のＸを意味し、前記ヘムタンパク質の変異体は式（Ｖ）で表わされ、
【化４】
2009113551.tif 000058
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、Ｆｅは、前記ヘムタンパク質に含まれるポルフィリン基の４つの窒素原子と結合している。
【請求項３】
請求項２に記載の一般式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩をモノマー単位とするタンパク質ポリマーまたはその塩。
【請求項４】
前記タンパク質ポリマーが、一般式（ＩＩＩ）で表わされるランダムなタンパク質ポリマーである請求項４に記載のタンパク質ポリマーまたはその塩。
【化５】
2009113551.tif 000059
前記式（ＩＩＩ）中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基、ハロゲン原子で置換された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−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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、
Ｍは、Ｆｅ、ＺｎおよびＣｏからなる群から選択され、
Ｘは、ヘムタンパク質の変異体中のＸを意味し、前記ヘムタンパク質の変異体は式（Ｖ）で表わされ、
【化６】
2009113551.tif 000060
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、Ｆｅは、前記ヘムタンパク質に含まれるポルフィリン基の４つの窒素原子と結合している。
【請求項５】
請求項３に記載のタンパク質ポリマーまたはその塩の製造方法であって、
請求項２に記載のタンパク質モノマーまたはその塩を中性条件下で処理することにより、請求項３に記載のタンパク質ポリマーまたはその塩を得る製造方法。
【請求項６】
一般式（ＩＶ）で表わされるトライアドまたはその塩と、請求項２に記載の一般式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩とを含むタンパク質アセンブリまたはその塩。
【化７】
2009113551.tif 000061
前記式（ＩＶ）中、
Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３，Ｒ１４、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、およびＲ３４は、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基、ハロゲン原子で置換された低級アルキル基または低級アルケニル基を意味し、
Ｍ１、Ｍ２およびＭ３は、それぞれ独立して、Ｆｅ、ＺｎおよびＣｏからなる群から選択され、
Ｚ１、Ｚ２およびＺ３は、それぞれ独立して、式−（ＣＨ２）ｍ１−、−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−、−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ３−または−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ４−で表わされる基であり、ここでｍ１、ｍ２、ｍ３およびｍ４は、それぞれ独立して１〜２０の整数を意味する。
【請求項７】
請求項６に記載のタンパク質アセンブリまたはその塩の製造方法であって、
一般式（ＩＶ）で表わされるトライアドまたはその塩と、請求項２に記載の一般式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩とを、中性条件下で処理することにより、請求項６に記載のタンパク質アセンブリまたはその塩を得る製造方法。
【化８】
2009113551.tif 000062
前記式（ＩＶ）中、
Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３，Ｒ１４、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、およびＲ３４は、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基、ハロゲン原子で置換された低級アルキル基または低級アルケニル基を意味し、
Ｍ１、Ｍ２およびＭ３は、それぞれ独立して、Ｆｅ、ＺｎおよびＣｏからなる群から選択され、
Ｚ１、Ｚ２およびＺ３は、それぞれ独立して、式−（ＣＨ２）ｍ１−、−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−、−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ３−または−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ４−で表わされる基であり、ここでｍ１、ｍ２、ｍ３およびｍ４は、それぞれ独立して１〜２０の整数を意味する。
【請求項８】
請求項６に記載のタンパク質アセンブリまたはその塩を含むナノシート。
【請求項９】
タンパク質モノマー、タンパク質モノマーの塩、タンパク質ポリマー、タンパク質ポリマーの塩、タンパク質アセンブリおよびタンパク質アセンブリの塩からなる群から選択される１以上を含むデバイスであって、
前記タンパク質モノマーまたはタンパク質モノマーの塩が、請求項１に記載のタンパク質モノマーもしくはその塩、または請求項２に記載のタンパク質モノマーもしくはその塩であり、
前記タンパク質ポリマーまたはタンパク質ポリマーの塩が、請求項３に記載のタンパク質ポリマーもしくはその塩、または請求項４に記載のタンパク質ポリマーもしくはその塩であり、
前記タンパク質アセンブリまたはタンパク質アセンブリの塩が、請求項６に記載のタンパク質アセンブリまたはタンパク質アセンブリの塩であるデバイス。
【請求項１０】
タンパク質モノマー、タンパク質モノマーの塩、タンパク質ポリマーおよびタンパク質ポリマーの塩からなる群から選択される１以上で修飾された基板であって、
前記タンパク質モノマーまたはタンパク質モノマーの塩が、ＭはＦｅである請求項２に記載のタンパク質モノマーもしくはその塩であり、
前記タンパク質ポリマーまたはタンパク質ポリマーの塩が、ＭはＦｅである請求項３に記載のタンパク質ポリマーもしくはその塩、またはＭはＦｅである請求項４に記載のタンパク質ポリマーもしくはその塩である基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンパク質モノマーおよびそのモノマーから得られるタンパク質ポリマーに関する。より詳細には、本発明は、タンパク質モノマー、およびそのモノマーをモノマー単位とするタンパク質ポリマーならびにこれらを含むデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小分子量を有する有機化合物を様々な相互作用、例えば配位結合、共有結合、イオン結合等により規則的に配列させ、大分子量を有する有機化合物を製造することが試みられている（例えば、非特許文献１参照）。このようにして製造された大分子量の有機化合物は、様々な機能を有するナノデバイスとしての利用が期待されている。【０００３】
一方、もともと大分子量を有する有機化合物、例えばタンパク質を様々な相互作用、例えば配位結合、共有結合、イオン結合等により規則的に配列させ、さらに大分子量を有する有機化合物を製造することは、非常に困難である。この困難さの理由としては、高次立体構造を有するタンパク質の表面に存在する官能基に対して適切に化学修飾を施すことが困難であること、かつ、そのように化学修飾されたタンパク質同士を相互作用させるようなしくみを開発するのが困難であることなどが挙げられる。
【非特許文献１】J.-M. Lehn, "Supramolecular Chemistry: Concepts and Perspectives" ドイツ、Weinheim、VCH社出版、１９９５年.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、大分子量を有するタンパク質を規則的に配列させることにより得られる、さらに大分子量を有するタンパク質ポリマーの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、一般式（Ｉ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩である。【０００６】
【化９】
2009113551.tif 000003
【０００７】
前記式（Ｉ）中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基、ハロゲン原子で置換された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−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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、
Ｍは、Ｆｅ、ＺｎおよびＣｏからなる群から選択され、
Ｘは、ヘムタンパク質の変異体中のＸを意味し、前記ヘムタンパク質の変異体は式（Ｖ）で表わされ、【０００８】
【化１０】
2009113551.tif 000004
【０００９】
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、Ｆｅは、前記ヘムタンパク質に含まれるポルフィリン基の４つの窒素原子と結合している。【００１０】
また、本発明は、一般式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩である。【００１１】
【化１１】
2009113551.tif 000005
【００１２】
前記式（ＩＩ）中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基、ハロゲン原子で置換された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−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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、
Ｍは、Ｆｅ、ＺｎおよびＣｏからなる群から選択され、
Ｘは、ヘムタンパク質の変異体中のＸを意味し、前記ヘムタンパク質の変異体は式（Ｖ）で表わされ、【００１３】
【化１２】
2009113551.tif 000006
【００１４】
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、Ｆｅは、前記ヘムタンパク質に含まれるポルフィリン基の４つの窒素原子と結合している。【００１５】
また、本発明は、前記式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩をモノマー単位とするタンパク質ポリマーまたはその塩である。【００１６】
前記式（Ｉ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩および前記式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩は、タンパク質ポリマー製造用モノマーとして有用である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のタンパク質モノマーまたはその塩は、大分子量を有する。そのタンパク質モノマーまたはその塩を、ヘム（Ｆｅの代わりにＺｎを含むものも含む）を利用して規則的に配列させることにより、さらに大分子量を有するタンパク質ポリマーを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１ａ】図１ａは、天然型ミオグロビンのＵＶ−ｖｉｓスペクトルを示す。
【図１ｂ】図１ｂは、実施例４で製造したタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−４）のＵＶ−ｖｉｓスペクトルを示す。
【図１ｃ】図１ｃは、実施例３で製造したタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−３）のＵＶ−ｖｉｓスペクトルを示す。
【図１ｄ】図１ｄは、実施例５で製造したタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）のＵＶ−ｖｉｓスペクトルを示す。
【図１ｅ】図１ｅは、天然型ミオグロビンの酸素錯体のＵＶ−ｖｉｓスペクトルを示す。
【図１ｆ】図１ｆは、実施例５で製造したタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）の酸素錯体のＵＶ−ｖｉｓスペクトルを示す。
【図２ａ】図２ａは、実施例３〜５で得られたタンパク質ポリマーについて、サイズ排除クロマトグラフィーを示す。
【図２ｂ】図２ｂは、実施例１で得られたタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−１）および実施例２で得られたタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−２）について、サイズ排除クロマトグラフィーを示す。
【図２ｃ】図２ｃは、実施例１０で得られたタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−６）について、サイズ排除クロマトグラフィーを示す。
【図３】図３は、実施例５で得た前記タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）について、濃度を変化させた条件下で測定したサイズ排除クロマトグラムを示す。
【図４ａ】図４ａは、実施例４で得たタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−４）のＡＦＭイメージを示す。
【図４ｂ】図４ｂは、実施例３で得たタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−３）のＡＦＭイメージを示す。
【図４ｃ】図４ｃは、実施例５で得たタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）のＡＦＭイメージを示す。
【図４ｄ】図４ｄは、実施例２で得たタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−２）のＡＦＭイメージを示す。
【図５】図５（ａ）は、実施例４で得た前記タンパク質モノマー（ＩＩ−５）のＥＳＩ−ＴＯＦ−ＭＳスペクトルを、図５（ｂ）は、前記タンパク質ポリマー（ＩＩ−５））のデコンボリューション化したＥＳＩ−ＴＯＦ−ＭＳスペクトルを示す。図５（ｃ）は、実施例３で得た前記タンパク質モノマー（ＩＩ−４）のＥＳＩ−ＴＯＦ−ＭＳスペクトルを、図５（ｄ）は、前記タンパク質モノマー（ＩＩ−４）のデコンボリューション化したＥＳＩ−ＴＯＦ−ＭＳスペクトルを示す。図５（ｅ）は、実施例５で得た前記タンパク質モノマー（ＩＩ−３）のＥＳＩ−ＴＯＦ−ＭＳスペクトルを、図５（ｆ）は、前記タンパク質モノマー（ＩＩ−３）のデコンボリューション化したＥＳＩ−ＴＯＦ−ＭＳスペクトルを示す。
【図６】図６は、実施例６で得たアセンブリのＡＦＭイメージを示す。
【図７】図７は、実施例７で得たアセンブリのＡＦＭイメージを示す。
【図８】図８は、実施例８で得たアセンブリのＡＦＭイメージを示す。
【図９】図９は、実施例９で得たアセンブリのＡＦＭイメージを示す。
【図１０】図１０は、化合物（ＩＶ−１）（トライアド）のＡＦＭイメージを示す。
【図１１（ａ）】図１１（ａ）は、へミン修飾金電極（Ａ）のサイクリックボルタモグラムを示す。
【図１１（ｂ）】図１１（ｂ）は、タンパク質モノマー修飾金電極（Ｂ）のサイクリックボルタモグラムを示す。
【図１１（ｃ）】図１１（ｃ）は、タンパク質ポリマー修飾金電極（Ｃ）のサイクリックボルタモグラムを示す。
【図１２（ａ）】図１２（ａ）は、へミン修飾金電極（Ａ）について得られた掃引速度を変えたサイクリックボルタモグラムを示す。
【図１２（ｂ）】図１２（ｂ）は、タンパク質モノマー修飾金電極（Ｂ）について得られた掃引速度を変えたサイクリックボルタモグラムを示す。
【図１２（ｃ）】図１２（ｃ）は、タンパク質ポリマー修飾金電極（Ｃ）について得られた掃引速度を変えたサイクリックボルタモグラムを示す。
【図１２（ｄ）】図１２（ｄ）は、へミン修飾金電極（Ｄ）について得られた掃引速度を変えたサイクリックボルタモグラムを示す。
【図１２（ｅ）】図１２（ｅ）は、タンパク質ポリマー修飾金電極（Ｅ）について得られた掃引速度を変えたサイクリックボルタモグラムを示す。
【図１３（ａ）】図１３（ａ）は、へミン修飾金電極（Ａ）について得られたピーク電流のプロットを示す。
【図１３（ｂ）】図１３（ｂ）は、タンパク質モノマー修飾金電極（Ｂ）について得られたピーク電流のプロットを示す。
【図１３（ｃ）】図１３（ｃ）は、タンパク質ポリマー修飾金電極（Ｃ）について得られたピーク電流のプロットを示す。
【図１３（ｄ）】図１３（ｄ）は、へミン修飾金電極（Ｄ）について得られたピーク電流のプロットを示す。
【図１３（ｅ）】図１３（ｅ）は、タンパク質ポリマー修飾金電極（Ｅ）について得られたピーク電流のプロットを示す。
【図１４（ａ）】図１４（ａ）は、へミン修飾金電極（Ａ）について得られたＤＰＶの結果を示す。
【図１４（ｂ）】図１４（ｂ）は、タンパク質モノマー修飾金電極（Ｂ）について得られたＤＰＶの結果を示す。
【図１４（ｃ）】図１４（ｃ）は、タンパク質ポリマー修飾金電極（Ｃ）について得られたＤＰＶの結果を示す。
【図１４（ｄ）】図１４（ｄ）は、へミン修飾金電極（Ｄ）について得られたＤＰＶの結果を示す。
【図１４（ｅ）】図１４（ｅ）は、タンパク質ポリマー修飾金電極（Ｅ）について得られたＤＰＶの結果を示す。
【図１５】図１５は、へミン修飾金電極（Ａ）、タンパク質モノマー修飾金電極（Ｂ）およびタンパク質ポリマー修飾金電極（Ｃ）のそれぞれの抵抗値を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、前記のように、前記一般式（Ｉ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩である。【００２０】
また、本発明は、前記のように、前記一般式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩である。【００２１】
また、本発明は、前記のように、前記式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩をモノマー単位とするタンパク質ポリマーまたはその塩である。なお、前記タンパク質ポリマーまたはその塩を構成する、前記式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩は、１種類であっても、２種類以上の混合物であってもよく、さらに位置異性体の混合物であってもよい。また、前記タンパク質ポリマーは、一般式（ＩＩＩ）で表わされるランダムなタンパク質ポリマーであるのが好ましい。【００２２】
【化１３】
2009113551.tif 000007
【００２３】
前記式（ＩＩＩ）中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基、ハロゲン原子で置換された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−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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、
Ｍは、Ｆｅ、ＺｎおよびＣｏからなる群から選択され、
Ｘは、ヘムタンパク質の変異体中のＸを意味し、前記ヘムタンパク質の変異体は式（Ｖ）で表わされ、【００２４】
【化１４】
2009113551.tif 000008
【００２５】
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、Ｆｅは、前記ヘムタンパク質に含まれるポルフィリン基の４つの窒素原子と結合している。【００２６】
また、本発明は、一般式（ＩＶ）で表わされるトライアドまたはその塩と、前記式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩とを含むタンパク質アセンブリまたはその塩である。前記式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩は、１種類であっても、２種類以上の混合物であってもよく、さらに位置異性体の混合物であってもよい。さらに、式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩は、モノマー単位としてタンパク質ポリマーを形成してもよい。また、前記タンパク質アセンブリは、１以上のトライアドを含んでもよい。
【００２７】
【化１５】
2009113551.tif 000009
【００２８】
前記式（ＩＶ）中、
Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３，Ｒ１４、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、およびＲ３４は、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基、ハロゲン原子で置換された低級アルキル基または低級アルケニル基を意味し、
Ｍ１、Ｍ２およびＭ３は、それぞれ独立して、Ｆｅ、ＺｎおよびＣｏからなる群から選択され、
Ｚ１、Ｚ２およびＺ３は、それぞれ独立して、式−（ＣＨ２）ｍ１−、−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−、−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ３−または−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ４−で表わされる基であり、ここでｍ１、ｍ２、ｍ３およびｍ４は、それぞれ独立して１〜２０の整数を意味する。【００２９】
また、本発明は、前記タンパク質アセンブリまたはその塩を含むナノシートである。【００３０】
さらに、本発明は、タンパク質モノマー、タンパク質モノマーの塩、タンパク質ポリマー、タンパク質ポリマーの塩、タンパク質アセンブリおよびタンパク質アセンブリの塩からなる群から選択される１以上を含むデバイスである。前記タンパク質モノマーまたはタンパク質モノマーの塩は、式（Ｉ）で表わされる本発明のタンパク質モノマーもしくはその塩、または式（ＩＩ）で表わされる本発明のタンパク質モノマーもしくはその塩であり、前記タンパク質ポリマーまたはタンパク質ポリマーの塩は、式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーもしくはその塩をモノマー単位とするタンパク質ポリマー、または式（ＩＩＩ）で表わされる本発明のタンパク質ポリマーもしくはその塩であり、前記タンパク質アセンブリまたはタンパク質アセンブリの塩は、本発明のタンパク質アセンブリまたはタンパク質アセンブリの塩である。【００３１】
また、本発明は、タンパク質モノマー、タンパク質モノマーの塩、タンパク質ポリマーおよびタンパク質ポリマーの塩からなる群から選択される１以上で修飾された基板ある。前記タンパク質モノマーまたはタンパク質モノマーの塩は、式（ＩＩ）で表わされる本発明のタンパク質モノマーもしくはその塩（ただし式（ＩＩ）においてＭはＦｅである）であり、前記タンパク質ポリマーまたはタンパク質ポリマーの塩は、式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーもしくはその塩（ただし式（ＩＩ）においてＭはＦｅである）をモノマー単位とするタンパク質ポリマー、または、式（ＩＩＩ）で表わされる本発明のタンパク質ポリマーもしくはその塩（ただし式（ＩＩＩ）においてＭはＦｅである）である。【００３２】
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。【００３３】
「低級アルキル基」および「ハロゲン原子で置換された低級アルキル基」中の「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。【００３４】
「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。【００３５】
「ハロゲン原子」としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられ、中でもフッ素が好ましい。【００３６】
「ハロゲン原子で置換された低級アルキル基」の例としては、前記低級アルキル基の１以上の水素原子が、前記ハロゲン原子で置き換えられたものを意味する。前記ハロゲン原子で置換された低級アルキル基の好ましい例としては、ヨウ化メチル、ジクロロメチル、トリクロロメチル、トリフルオロメチル等が挙げられる。好ましいハロゲン原子で置換された低級アルキル基としては、トリフルオロメチルが挙げられる。【００３７】
本発明のモノマー、ポリマーまたはアセンブリおよびその塩は、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、水和物及びエタノール和物が挙げられる。【００３８】
本発明のモノマー、ポリマーまたはアセンブリまたはその塩に含まれるＭは、前記のとおり、Ｆｅ、ＺｎおよびＣｏからなる群から選択される。このＭがＦｅである場合、ＭはＦｅ２＋およびＦｅ３＋を含み、ＭがＺｎである場合、ＭはＺｎ２＋を含み、ＭがＣｏである場合、ＭはＣｏ２＋およびＣｏ３＋を含む。【００３９】
前記式（Ｉ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩、前記式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩、および前記式（ＩＩＩ）で表わされるタンパク質ポリマーまたはその塩において、前記タンパク質は、ヘム（ただしＦｅがＺｎに置換されたものを含む）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ｂ５、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。【００４０】
前記式（Ｉ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩としては、前記式（Ｉ）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４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−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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、ＭはＦｅまたはＺｎを意味するのが好ましい。【００４１】
本発明において、式（Ｖ）
【化１６】
2009113551.tif 000010
で表わされるヘムタンパク質の変異体は、前記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。このようなヘムタンパク質の変異体は、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。【００４２】
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。【００４３】
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８、９、１２、１３、１６、１７、５３、５４、１０２、１０３、１０６、１０７、１１３、１１４、１１７、１１８、１２１、１２２、１２５、１２６、１２７、１３３、１３４、１４０、１４１、１４７および１４８番目のアミノ酸残基、より好ましくは第１２５、１２６、１３３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。
【００４４】
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。【００４５】
前記変異体中、前述のように、−ＳＨは、前記システイン残基の側鎖チオール基を意味し、Ｆｅは、前記ヘムタンパク質に含まれるポルフィリン基の４つの窒素原子と結合している。【００４６】
前記式（Ｉ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩としては、前記式（Ｉ）中、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、低級アルキル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、低級アルケニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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１〜３の整数を意味し、ＭはＦｅまたはＺｎ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るのがより好ましい。【００４７】
また、前記式（Ｉ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩としては、前記式（Ｉ）中、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、低級アルキル基であり、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、低級アルケニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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１〜３の整数を意味し、ＭはＦｅまたはＺｎ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るのがより好ましい。【００４８】
前記式（Ｉ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩としては、前記式（Ｉ）中、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、メチル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、ビニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）３−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）３−で表わされる基であり、ＭはＦｅまたはＺｎ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１２５または１２６番目のアラニンであるのがさらに好ましい。【００４９】
また、前記式（Ｉ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩としては、前記式（Ｉ）中、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、メチル基であり、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、ビニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）３−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）３−で表わされる基であり、ＭはＦｅまたはＺｎ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１２５または１２６番目のアラニンであるのがさらに好ましい。【００５０】
また、前記式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩としては、前記式（ＩＩ）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４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−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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、ＭはＦｅまたはＺｎを意味するのが好ましい。【００５１】
前記式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩としては、前記式（ＩＩ）中、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、低級アルキル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、低級アルケニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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１〜３の整数を意味し、ＭはＦｅまたはＺｎ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るのがより好ましい。【００５２】
また、前記式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩としては、前記式（ＩＩ）中、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、低級アルキル基であり、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、低級アルケニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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１〜３の整数を意味し、ＭはＦｅまたはＺｎ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るのがより好ましい。【００５３】
前記式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩としては、前記式（ＩＩ）中、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、メチル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、ビニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）３−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）３−で表わされる基であり、ＭはＦｅまたはＺｎ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１２５または１２６番目のアラニンであるのがさらに好ましい。【００５４】
また、前記式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩としては、前記式（ＩＩ）中、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、メチル基であり、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、ビニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）３−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）３−で表わされる基であり、ＭはＦｅまたはＺｎ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１２５または１２６番目のアラニンであるのがさらに好ましい。【００５５】
また、本発明のタンパク質モノマーまたはその塩をモノマー単位とするタンパク質ポリマーまたはその塩としては、前記タンパク質モノマーが、前記式（ＩＩ）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４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−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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、ＭはＦｅまたはＺｎを意味する式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーであるのが好ましい。【００５６】
本発明のタンパク質モノマーまたはその塩をモノマー単位とするタンパク質ポリマーまたはその塩としては、前記式（ＩＩ）中、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、低級アルキル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、低級アルケニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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１〜３の整数を意味し、ＭはＦｅまたはＺｎ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るタンパク質モノマーまたはその塩、
ならびに、
前記式（ＩＩ）中、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、低級アルキル基であり、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、低級アルケニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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１〜３の整数を意味し、ＭはＦｅまたはＺｎ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るタンパク質モノマーまたはその塩
の少なくとも一方をモノマー単位とするタンパク質ポリマーまたはその塩がより好ましい。【００５７】
本発明のタンパク質モノマーまたはその塩をモノマー単位とするタンパク質ポリマーまたはその塩としては、前記タンパク質モノマーが、前記式（ＩＩ）中、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、低級アルキル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、低級アルケニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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１〜３の整数を意味し、ＭはＦｅまたはＺｎ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る式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーがより好ましい。【００５８】
本発明のタンパク質モノマーまたはその塩をモノマー単位とするタンパク質ポリマーまたはその塩としては、前記タンパク質モノマーが、前記式（ＩＩ）中、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、低級アルキル基であり、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、低級アルケニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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１〜３の整数を意味し、ＭはＦｅまたはＺｎ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る式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーがより好ましい。【００５９】
本発明のタンパク質モノマーまたはその塩をモノマー単位とするタンパク質ポリマーまたはその塩としては、前記式（ＩＩ）中、前記式（ＩＩ）中、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、メチル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、ビニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）３−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）３−で表わされる基であり、ＭはＦｅまたはＺｎ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１２５または１２６番目のアラニンであるタンパク質モノマーまたはその塩、
ならびに、
前記式（ＩＩ）中、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、メチル基であり、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、ビニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）３−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）３−で表わされる基であり、ＭはＦｅまたはＺｎ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１２５または１２６番目のアラニンであるタンパク質モノマーまたはその塩
の少なくとも一方をモノマー単位とするタンパク質ポリマーまたはその塩がより好ましい。【００６０】
本発明のタンパク質モノマーまたはその塩をモノマー単位とするタンパク質ポリマーまたはその塩としては、前記タンパク質モノマーが、前記式（ＩＩ）中、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、メチル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、ビニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）３−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）３−で表わされる基であり、ＭはＦｅまたはＺｎ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１２５または１２６番目のアラニンである式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーがさらに好ましい。【００６１】
また、本発明のタンパク質モノマーまたはその塩をモノマー単位とするタンパク質ポリマーまたはその塩としては、前記タンパク質モノマーが、前記式（ＩＩ）中、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、メチル基であり、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、ビニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）３−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）３−で表わされる基であり、ＭはＦｅまたはＺｎ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１２５または１２６番目のアラニンである式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーがさらに好ましい。【００６２】
また、前記式（ＩＩＩ）で表わされるタンパク質ポリマーまたはその塩としては、前記式（ＩＩ）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４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−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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、ＭはＦｅまたはＺｎを意味するタンパク質モノマーまたはその塩をモノマー単位とするタンパク質ポリマーまたはその塩が好ましい。【００６３】
また、前記式（ＩＩＩ）で表わされるタンパク質ポリマーまたはその塩としては、
前記式（ＩＩ）中、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、低級アルキル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、低級アルケニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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１〜３の整数を意味し、ＭはＦｅまたはＺｎ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るタンパク質モノマーまたはその塩、
ならびに、
前記式（ＩＩ）中、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、低級アルキル基であり、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、低級アルケニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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１〜３の整数を意味し、ＭはＦｅまたはＺｎ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るタンパク質モノマーまたはその塩
の少なくとも一方をモノマー単位とするタンパク質ポリマーまたはその塩がより好ましい。【００６４】
また、前記式（ＩＩＩ）で表わされるタンパク質ポリマーまたはその塩としては、前記式（ＩＩ）中、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、低級アルキル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、低級アルケニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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１〜３の整数を意味し、ＭはＦｅまたはＺｎ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るタンパク質モノマーまたはその塩をモノマー単位とするタンパク質ポリマーまたはその塩、
ならびに、
前記式（ＩＩ）中、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、低級アルキル基であり、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、低級アルケニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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１〜３の整数を意味し、ＭはＦｅまたはＺｎ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るタンパク質モノマーまたはその塩をモノマー単位とするタンパク質ポリマーまたはその塩からなる群から選択される１以上がより好ましい。【００６５】
前記式（ＩＩＩ）で表わされるタンパク質ポリマーまたはその塩としては、前記式（ＩＩ）中、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、メチル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、ビニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）３−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）３−で表わされる基であり、ＭはＦｅまたはＺｎ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１２５または１２６番目のアラニンであるタンパク質モノマーまたはその塩、
ならびに
前記式（ＩＩ）中、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、メチル基であり、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、ビニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）３−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）３−で表わされる基であり、ＭはＦｅまたはＺｎ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１２５または１２６番目のアラニンであるタンパク質モノマーまたはその塩
の少なくとも一方をモノマー単位とするタンパク質ポリマーまたはその塩がさらに好ましい。【００６６】
前記式（ＩＩＩ）で表わされるタンパク質ポリマーまたはその塩としては、前記式（ＩＩ）中、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、メチル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、ビニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）３−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）３−で表わされる基であり、ＭはＦｅまたはＺｎ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１２５または１２６番目のアラニンであるタンパク質モノマーまたはその塩をモノマー単位とするタンパク質ポリマーまたはその塩、
ならびに
前記式（ＩＩ）中、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、メチル基であり、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、ビニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）３−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）３−で表わされる基であり、ＭはＦｅまたはＺｎ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１２５または１２６番目のアラニンであるタンパク質モノマーまたはその塩をモノマー単位とするタンパク質ポリマーまたはその塩からなる群から選択される１以上がさらに好ましい。【００６７】
前記式（Ｉ）で表わされるタンパク質モノマーの塩、式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーの塩、式（ＩＩＩ）で表わされるタンパク質ポリマーの塩、式（ＩＶ）で表わされるトライアドまたはその塩、タンパク質アセンブリまたはその塩は、前記式（Ｉ）で表わされるタンパク質モノマー、式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマー、式（ＩＩＩ）で表わされるタンパク質ポリマー、式（ＩＶ）で表わされるトライアド、およびタンパク質アセンブリの、例えばナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属塩、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ土類金属塩、アンモニウム塩などの無機塩基との塩、及びトリエチルアミン、ピリジン、ピコリン、エタノールアミン、トリエタノールアミン、ジシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジベンジルエチレンアミンなどの有機アミン塩、及び塩酸、臭化水素酸、硫酸、リン酸などの無機酸塩、及びギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、マレイン酸、酒石酸などの有機カルボン酸塩、及びメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸などのスルホン酸付加塩、及びアルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸などの塩基性又は酸性アミノ酸といった塩基との塩又は酸付加塩がそれぞれ挙げられる。【００６８】
前記タンパク質アセンブリまたはその塩としては、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３，Ｒ１４、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、およびＲ３４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、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３は、それぞれ独立して、式−（ＣＨ２）ｍ１−、−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ３−または−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ４−で表わされる基であり、ここでｍ１、ｍ２、ｍ３およびｍ４は、それぞれ独立して１〜２０の整数を意味し、Ｍ１、Ｍ２およびＭ３は、それぞれ独立してＦｅまたはＺｎを意味する式（ＩＶ）で表わされるトライアドまたはその塩を１以上と、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４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−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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、ＭはＦｅまたはＺｎを意味する式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩を１以上とを、中性条件下で処理することにより得られるタンパク質アセンブリまたはその塩が好ましい。【００６９】
また、前記タンパク質アセンブリまたはその塩としては、Ｒ１１およびＲ１３は低級アルケニル基を意味し、かつ、Ｒ１２およびＲ１４は低級アルキル基を意味するか、または、Ｒ１１およびＲ１３は低級アルキル基を意味し、かつ、Ｒ１２およびＲ１４は低級アルケニル基を意味し、
Ｒ２１およびＲ２３は低級アルケニル基を意味し、かつ、Ｒ２２およびＲ２４は低級アルキル基を意味するか、または、Ｒ２１およびＲ２３は低級アルキル基を意味し、かつ、Ｒ２２およびＲ２４は低級アルケニル基を意味し、
Ｒ３１およびＲ３３は低級アルケニル基を意味し、かつ、Ｒ３２およびＲ３４は低級アルキル基を意味するか、または、Ｒ３１およびＲ３３は低級アルキル基を意味し、かつ、Ｒ３２およびＲ３４は低級アルケニル基を意味し、
Ｚ１、Ｚ２およびＺ３は、それぞれ独立して、式−（ＣＨ２）ｍ１−、−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ３−または−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ４−で表わされる基であり、ここでｍ１、ｍ２、ｍ３およびｍ４は、それぞれ独立して１〜２０の整数を意味し、Ｍ１、Ｍ２およびＭ３は、それぞれ独立してＦｅまたはＺｎを意味する式（ＩＶ）で表わされるトライアドまたはその塩１以上と、
Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、低級アルキル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、低級アルケニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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１〜３の整数を意味し、ＭはＦｅまたはＺｎ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る式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩
ならびに、
Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、低級アルケニル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、低級アルキル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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１〜３の整数を意味し、ＭはＦｅまたはＺｎ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る式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩
の少なくとも一方とを、中性条件下で処理することにより得られるタンパク質アセンブリまたはその塩がより好ましい。【００７０】
また、前記タンパク質アセンブリまたはその塩としては、Ｒ１１およびＲ１３は低級アルケニル基を意味し、かつ、Ｒ１２およびＲ１４は低級アルキル基を意味するか、または、Ｒ１１およびＲ１３は低級アルキル基を意味し、かつ、Ｒ１２およびＲ１４は低級アルケニル基を意味し、
Ｒ２１およびＲ２３は低級アルケニル基を意味し、かつ、Ｒ２２およびＲ２４は低級アルキル基を意味するか、または、Ｒ２１およびＲ２３は低級アルキル基を意味し、かつ、Ｒ２２およびＲ２４は低級アルケニル基を意味し、
Ｒ３１およびＲ３３は低級アルケニル基を意味し、かつ、Ｒ３２およびＲ３４は低級アルキル基を意味するか、または、Ｒ３１およびＲ３３は低級アルキル基を意味し、かつ、Ｒ３２およびＲ３４は低級アルケニル基を意味し、
Ｚ１、Ｚ２およびＺ３は、それぞれ独立して、式−（ＣＨ２）ｍ１−、−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ３−または−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ４−で表わされる基であり、ここでｍ１、ｍ２、ｍ３およびｍ４は、それぞれ独立して１〜２０の整数を意味し、Ｍ１、Ｍ２およびＭ３は、それぞれ独立してＦｅまたはＺｎを意味する式（ＩＶ）で表わされるトライアドまたはその塩１以上と、
Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、低級アルキル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、低級アルケニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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１〜３の整数を意味し、ＭはＦｅまたはＺｎ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る式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩
ならびに、
Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、低級アルケニル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、低級アルキル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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１〜３の整数を意味し、ＭはＦｅまたはＺｎ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る式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩
とを、中性条件下で処理することにより得られるタンパク質アセンブリまたはその塩がより好ましい。【００７１】
前記タンパク質アセンブリまたはその塩としては、Ｒ１１およびＲ１３、Ｒ２１およびＲ２３、Ｒ３１およびＲ３３は、それぞれ独立して、低級アルキル基を意味し、Ｒ１２およびＲ１４、Ｒ２２およびＲ２４、Ｒ３２およびＲ３４は、それぞれ独立して、低級アルケニル基を意味し、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３は、それぞれ独立して、式−（ＣＨ２）ｍ１−、−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ３−または−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ４−で表わされる基であり、ここでｍ１、ｍ２、ｍ３およびｍ４は、それぞれ独立して１〜２０の整数を意味し、Ｍ１、Ｍ２およびＭ３は、それぞれ独立してＦｅまたはＺｎを意味する式（ＩＶ）で表わされるトライアドまたはその塩と、
Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、低級アルキル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、低級アルケニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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１〜３の整数を意味し、ＭはＦｅまたはＺｎ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る式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩とを、中性条件下で処理することにより得られるタンパク質アセンブリまたはその塩がより好ましい。【００７２】
また、前記タンパク質アセンブリまたはその塩としては、Ｒ１１およびＲ１３、Ｒ２１およびＲ２３、Ｒ３１およびＲ３３は、それぞれ独立して、低級アルケニル基を意味し、Ｒ１２およびＲ１４、Ｒ２２およびＲ２４、Ｒ３２およびＲ３４は、それぞれ独立して、低級アルキル基を意味し、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３は、それぞれ独立して、式−（ＣＨ２）ｍ１−、−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ３−または−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ４−で表わされる基であり、ここでｍ１、ｍ２、ｍ３およびｍ４は、それぞれ独立して１〜２０の整数を意味し、Ｍ１、Ｍ２およびＭ３は、それぞれ独立してＦｅまたはＺｎを意味する式（ＩＶ）で表わされるトライアドまたはその塩と、
Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、低級アルキル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、低級アルケニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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１〜３の整数を意味し、ＭはＦｅまたはＺｎ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る式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩とを、中性条件下で処理することにより得られるタンパク質アセンブリまたはその塩がより好ましい。【００７３】
また、前記タンパク質アセンブリまたはその塩としては、Ｒ１１およびＲ１３はビニル基を意味し、かつ、Ｒ１２およびＲ１４はメチル基を意味するか、または、Ｒ１１およびＲ１３はメチル基を意味し、かつ、Ｒ１２およびＲ１４はビニル基を意味し、
Ｒ２１およびＲ２３はビニル基を意味し、かつ、Ｒ２２およびＲ２４はメチル基を意味するか、または、Ｒ２１およびＲ２３はメチル基を意味し、かつ、Ｒ２２およびＲ２４はビニル基を意味し、
Ｒ３１およびＲ３３はビニル基を意味し、かつ、Ｒ３２およびＲ３４はメチル基を意味するか、または、Ｒ３１およびＲ３３はメチル基を意味し、かつ、Ｒ３２およびＲ３４はビニル基を意味し、
Ｚ１、Ｚ２およびＺ３は、それぞれ独立して、式−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）３−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）３−で表わされる基を意味し、Ｍ１、Ｍ２およびＭ３は、それぞれ独立してＦｅまたはＺｎを意味する式（ＩＶ）で表わされるトライアドまたはその塩の１以上と、
Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、メチル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、ビニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）３−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）３−で表わされる基であり、ＭはＦｅまたはＺｎ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１２５または１２６番目のアラニンである式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩
ならびに、
Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、ビニル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、メチル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）３−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）３−で表わされる基であり、ＭはＦｅまたはＺｎ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１２５または１２６番目のアラニンである式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩
の少なくとも一方とを、中性条件下で処理することにより得られるタンパク質アセンブリまたはその塩がさらに好ましい。【００７４】
また、前記タンパク質アセンブリまたはその塩としては、Ｒ１１およびＲ１３はビニル基を意味し、かつ、Ｒ１２およびＲ１４はメチル基を意味するか、または、Ｒ１１およびＲ１３はメチル基を意味し、かつ、Ｒ１２およびＲ１４はビニル基を意味し、
Ｒ２１およびＲ２３はビニル基を意味し、かつ、Ｒ２２およびＲ２４はメチル基を意味するか、または、Ｒ２１およびＲ２３はメチル基を意味し、かつ、Ｒ２２およびＲ２４はビニル基を意味し、
Ｒ３１およびＲ３３はビニル基を意味し、かつ、Ｒ３２およびＲ３４はメチル基を意味するか、または、Ｒ３１およびＲ３３はメチル基を意味し、かつ、Ｒ３２およびＲ３４はビニル基を意味し、
Ｚ１、Ｚ２およびＺ３は、それぞれ独立して、式−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）３−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）３−で表わされる基を意味し、Ｍ１、Ｍ２およびＭ３は、それぞれ独立してＦｅまたはＺｎを意味する式（ＩＶ）で表わされるトライアドまたはその塩の１以上と、
Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、メチル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、ビニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）３−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）３−で表わされる基であり、ＭはＦｅまたはＺｎ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１２５または１２６番目のアラニンである式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩
ならびに、
Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、ビニル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、メチル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）３−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）３−で表わされる基であり、ＭはＦｅまたはＺｎ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１２５または１２６番目のアラニンである式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩
とを、中性条件下で処理することにより得られるタンパク質アセンブリまたはその塩がさらに好ましい。【００７５】
前記タンパク質アセンブリまたはその塩としては、Ｒ１１およびＲ１３、Ｒ２１およびＲ２３、Ｒ３１およびＲ３３は、それぞれ独立して、メチル基を意味し、Ｒ１２およびＲ１４、Ｒ２２およびＲ２４、Ｒ３２およびＲ３４は、それぞれ独立して、ビニル基を意味し、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３は、それぞれ独立して、式−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）３−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）３−で表わされる基を意味し、Ｍ１、Ｍ２およびＭ３は、それぞれ独立してＦｅまたはＺｎを意味する式（ＩＶ）で表わされるトライアドまたはその塩と、
Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、メチル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、ビニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）３−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）３−で表わされる基であり、ＭはＦｅまたはＺｎ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１２５または１２６番目のアラニンである式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩とを、中性条件下で処理することにより得られるタンパク質アセンブリまたはその塩がさらに好ましい。【００７６】
また、前記タンパク質アセンブリまたはその塩としては、Ｒ１１およびＲ１３、Ｒ２１およびＲ２３、Ｒ３１およびＲ３３は、それぞれ独立して、ビニル基を意味し、Ｒ１２およびＲ１４、Ｒ２２およびＲ２４、Ｒ３２およびＲ３４は、それぞれ独立して、メチル基を意味し、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３は、それぞれ独立して、式−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）３−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）３−で表わされる基を意味し、Ｍ１、Ｍ２およびＭ３は、それぞれ独立してＦｅまたはＺｎを意味する式（ＩＶ）で表わされるトライアドまたはその塩と、
Ｒ１およびＲ３は、それぞれ独立して、メチル基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立して、ビニル基を意味し、Ｙは、式−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）３−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−（ＣＨ２）３−で表わされる基であり、ＭはＦｅまたはＺｎ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１２５または１２６番目のアラニンである式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩とを、中性条件下で処理することにより得られるタンパク質アセンブリまたはその塩がさらに好ましい。【００７７】
次に、本発明の式（Ｉ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩の製造方法の一例を説明する。【００７８】
その製造方法は、一般式（ＶＩ）で表わされるポルフィリンリンカーと、一般式（Ｖ）で表わされるヘムタンパク質とを反応させて、一般式（Ｉ）のタンパク質モノマーまたはその塩を得ることを特徴とする（スキーム１参照）。【００７９】
【化１７】
2009113551.tif 000011
【００８０】
前記式（Ｉ）および式（ＶＩ）中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基、ハロゲン原子で置換された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−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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、
Ｍは、Ｆｅ、ＺｎおよびＣｏからなる群から選択され、
式（Ｉ）および式（Ｖ）中、
Ｘは、ヘムタンパク質の変異体中のＸを意味し、前記ヘムタンパク質の変異体は式（Ｖ）で表わされ、【００８１】
【化１８】
2009113551.tif 000012
【００８２】
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、Ｆｅは、前記ヘムタンパク質に含まれるポルフィリン基の４つの窒素原子と結合している。【００８３】
前記式（ＶＩ）中、低級アルキル基および低級アルケニル基の定義は、前記のとおりである。【００８４】
前記製造方法において、式（ＶＩ）で表わされるポルフィリンリンカーと、式（Ｖ）で表わされるヘムタンパク質との反応は、不活性ガス（例えばアルゴン、窒素等）雰囲気下に、触媒存在下に溶媒中で行うことができる。前記触媒としては、例えば弱酸、弱塩基等が挙げられる。前記弱酸としてはクエン酸、塩酸、硫酸、硝酸、トルエンスルホン酸、酢酸等が挙げられる。前記弱塩基としては、ヒスジチン、炭酸水素ナトリウム、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン等が上げられる。【００８５】
前記製造方法において、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。また、前記反応溶媒には、式（ＶＩ）で表わされるポルフィリンリンカーおよび／または一般式（Ｖ）で表わされるヘムタンパク質の溶解性を高めるための添加物を含有してもよい。前記添加物としては、ヒスチジン等が挙げられる。前記溶媒は、１種類を用いても、２種類以上を混合して用いてもよい。前記溶媒としては、前記添加物してもよいジメチルスルホキシドおよび緩衝液から選択されるのが好ましく、ジメチルスルホキシドおよびトリス塩酸緩衝液の混合物、ヒスチジンを含有する水等がより好ましい。【００８６】
前記製造方法において、反応温度は限定されないが、例えば０℃〜１００℃、好ましくは１０℃〜６０℃、より好ましくは２０℃〜３０℃である。【００８７】
前記製造方法において、反応時間は限定されないが、例えば３０分〜２４時間、好ましくは２時間〜１０時間、より好ましくは５時間〜８時間である。【００８８】
前記製造方法において、式（ＶＩ）で表されるポルフィリンリンカーに対し使用される式（Ｖ）で表わされるヘムタンパク質のモル比（式（ＶＩ）で表されるポルフィリンリンカー：式（Ｖ）で表わされるヘムタンパク質）は、例えば１００：１〜５：１、好ましくは５０：１〜１０：１、より好ましくは２０：１〜１０：１である。【００８９】
前記製造方法において、前記式（ＶＩ）で表されるポルフィリンリンカーは、市販で入手してもよいし、公知文献を参照して自家製造してもよい。【００９０】
前記製造方法において、前記式（Ｖ）で表わされるヘムタンパク質は、例えば以下のようにして製造することができる。【００９１】
前記式（Ｖ）で表わされるヘムタンパク質の遺伝子は、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、前記式（Ｖ）で表わされるヘムタンパク質の遺伝子を宿主細胞内に導入すればよい。【００９２】
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。【００９３】
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。【００９４】
また、本発明の式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩の製造方法の一例を説明する。【００９５】
その製造方法は、式（Ｉ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩を酸で処理することにより、式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩を得ることを特徴とする（スキーム２参照）。【００９６】
【化１９】
2009113551.tif 000013
【００９７】
前記式（Ｉ）および式（ＩＩ）中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基、ハロゲン原子で置換された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−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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、
Ｍは、Ｆｅ、ＺｎおよびＣｏからなる群から選択され、
Ｘは、ヘムタンパク質の変異体中のＸを意味し、前記ヘムタンパク質の変異体は式（Ｖ）で表わされ、【００９８】
【化２０】
2009113551.tif 000014
【００９９】
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、Ｆｅは、前記ヘムタンパク質に含まれるポルフィリン基の４つの窒素原子と結合している。【０１００】
前記製造方法において、式（Ｉ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩の酸処理反応は、例えば、塩酸、硫酸、硝酸等で処理することにより行う。【０１０１】
前記製造方法において、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。前記溶媒は、１種類を用いても、２種類以上を混合して用いてもよい。前記溶媒としては、ジメチルスルホキシドおよび緩衝液から選択されるのが好ましく、ジメチルスルホキシドおよびトリス塩酸緩衝液の混合物、リン酸緩衝液等がより好ましい。【０１０２】
前記製造方法において、反応温度は限定されないが、例えば０℃〜３０℃、好ましくは０℃〜１０℃、より好ましくは３℃〜５℃である。【０１０３】
前記製造方法において、酸処理は、ｐＨが、例えば０．５〜３．０、好ましくは１．５〜２．５、より好ましくは１．８〜２．１で行うことができる。【０１０４】
前記式（Ｉ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩および前記式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩の製造方法において、前記ヘムタンパク質は、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であるのが好ましい。【０１０５】
また、本発明のタンパク質ポリマーまたはその塩の製造方法の一例を説明する。【０１０６】
その製造方法は、式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩を中性条件下で処理することにより、タンパク質ポリマーまたはその塩を得ることを特徴とする。【０１０７】
前記製造方法において、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。前記溶媒は、１種類を用いても、２種類以上を混合して用いてもよい。前記溶媒としては、緩衝液から選択されるのが好ましく、トリス塩酸緩衝液、リン酸緩衝液等がより好ましい。【０１０８】
前記製造方法において、反応温度は限定されないが、例えば０℃〜３０℃、好ましくは０℃〜１０℃、より好ましくは３℃〜５℃である。【０１０９】
前記製造方法において、中性条件下での処理は、ｐＨが、例えば６．０〜１０．０、好ましくは６．５〜８．５、より好ましくは７．０〜８．０で行うことができる。【０１１０】
前記本発明のタンパク質ポリマーまたはその塩の製造方法において、前記タンパク質ポリマーまたはその塩は、式（ＩＩＩ）で表わされるタンパク質ポリマーまたはその塩であるのが好ましい（スキーム３参照）。【０１１１】
【化２１】
2009113551.tif 000015
【０１１２】
前記式（ＩＩ）および式（ＩＩＩ）中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基、ハロゲン原子で置換された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−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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、
Ｍは、Ｆｅ、ＺｎおよびＣｏからなる群から選択され、
Ｘは、ヘムタンパク質の変異体中のＸを意味し、前記ヘムタンパク質の変異体は式（Ｖ）で表わされ、【０１１３】
【化２２】
2009113551.tif 000016
【０１１４】
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、Ｆｅは、前記ヘムタンパク質に含まれるポルフィリン基の４つの窒素原子と結合している。【０１１５】
前記製造方法において、式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩は、式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩１種類の化合物であっても、その位置異性体である化合物またはその塩が共存する、混合物であってもよい。式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩と、式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩の位置異性体である化合物またはその塩との混合物である場合、得られる式（ＩＩＩ）で表わされるタンパク質ポリマーも、位置異性体の混合物になる。【０１１６】
また、前記本発明のタンパク質ポリマーまたはその塩の製造方法において、前記ヘムタンパク質は、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であるのが好ましい。【０１１７】
本発明の式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩をモノマー単位とするタンパク質ポリマーまたはその塩は、前記ヘムタンパク質がシトクロム、ヘモグロビンおよびミオグロビンである場合、酸素を貯蔵する生体ポリマーとして有用である。また、前記ヘムタンパク質がペルオキシダーゼである場合、酵素の集合体として有用である。【０１１８】
本発明の式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩をモノマー単位とするタンパク質ポリマーまたはその塩は、酸性もしくは塩基性条件下で、式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩に分解することができる。従って、本発明のタンパク質ポリマーまたはその塩は、ｐＨによって集合状態を制御するｐＨ応答性タンパク質ポリマーとして有用である。【０１１９】
また、本発明のタンパク質アセンブリまたはその塩の製造方法の一例を説明する。【０１２０】
その製造方法は、前記（ＩＶ）で表わされるトライアドまたはその塩と、前記（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩とを、中性条件下で処理することにより、本発明のタンパク質アセンブリまたはその塩を得ることを特徴とする。【０１２１】
その製造方法は、前記（ＩＶ）で表わされるトライアドまたはその塩と、前記（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩とを中性条件下で処理することにより、タンパク質アセンブリまたはその塩を得ることを特徴とする。【０１２２】
前記製造方法において、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。前記溶媒は、１種類を用いても、２種類以上を混合して用いてもよい。前記溶媒としては、緩衝液から選択されるのが好ましく、トリス塩酸緩衝液がより好ましい。【０１２３】
前記製造方法において、反応温度は限定されないが、例えば０℃〜３０℃、好ましくは０℃〜１０℃、より好ましくは３℃〜５℃である。【０１２４】
前記製造方法において、中性条件下での処理は、ｐＨが、例えば６．０〜１０．０、好ましくは６．５〜８．５、より好ましくは７．０〜８．０で行うことができる。【０１２５】
前記本発明のタンパク質アセンブリまたはその塩の製造方法において、前記タンパク質アセンブリまたはその塩は、式（ＶＩＩ）で表わされるタンパク質アセンブリまたはその塩であるのが好ましい（スキーム４参照）。【０１２６】
【化２３】
2009113551.tif 000017
2009113551.tif 000018
【０１２７】
前記式（ＩＩ）、（ＩＶ）および（ＶＩＩ）中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基、ハロゲン原子で置換された低級アルキル基または低級アルケニル基を意味し、
Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３，Ｒ１４、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３およびＲ３４４は、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基、ハロゲン原子で置換された低級アルキル基または低級アルケニル基を意味し、
Ｚ１、Ｚ２およびＺ３は、それぞれ独立して、式−（ＣＨ２）ｍ１−、−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−、−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ３−または−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ４−で表わされる基であり、ここでｍ１、ｍ２、ｍ３およびｍ４は、それぞれ独立して１〜２０の整数を意味し、
Ｙは、式−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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、
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５およびＭ６は、それぞれ独立して、Ｆｅ、ＺｎおよびＣｏからなる群から選択される。
Ｘは、ヘムタンパク質の変異体中のＸを意味し、前記ヘムタンパク質の変異体は式（Ｖ）で表わされ、【０１２８】
【化２４】
2009113551.tif 000019
【０１２９】
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、Ｆｅは、前記ヘムタンパク質に含まれるポルフィリン基の４つの窒素原子と結合している。【０１３０】
前記製造方法において、式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩は、式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩１種類の化合物であっても、その位置異性体である化合物またはその塩が共存する、混合物であってもよい。式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩と、式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩の位置異性体である化合物またはその塩との混合物である場合、得られる式（ＶＩＩ）で表わされるタンパク質アセンブリまたはその塩も、位置異性体の混合物になる。【０１３１】
前記製造方法において、式（ＩＶ）で表わされるトライアドまたはその塩に対し使用される式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩のモル比（式（ＩＶ）で表わされるトライアドまたはその塩：式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩）は、例えば１：１〜１：１０００、好ましくは１：５〜１：５００、より好ましくは１：１０〜１：１００である。【０１３２】
また、前記本発明のタンパク質アセンブリまたはその塩の製造方法において、前記ヘムタンパク質は、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であるのが好ましい。【０１３３】
本発明の式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩をモノマー単位とするタンパク質アセンブリまたはその塩は、前記ヘムタンパク質がシトクロム、ヘモグロビンおよびミオグロビンである場合、酸素を貯蔵する生体材料として有用である。また、前記ヘムタンパク質がペルオキシダーゼである場合、酵素の集合体として有用である。また、前記生体材料において、式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩をモノマー単位とするタンパク質アセンブリまたはその塩中のＭはＦｅ２＋が好ましい。
【０１３４】
また、本発明は、前記のように、タンパク質アセンブリまたはその塩を含むナノシートである。前記ナノシートの厚みは、例えば１〜１０ｎｍであり、好ましくは２〜５ｎｍである。前記ナノシートは、また、メッシュ状の構造を有するのが好ましい。前記ヘムタンパク質がシトクロム、ヘモグロビンおよびミオグロビンである式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩をモノマー単位とするタンパク質アセンブリまたはその塩は、酸素を貯蔵する生体材料、触媒繊維、センサ繊維等として有用である。また、前記ナノシートにおいて、タンパク質アセンブリ中のＭはＦｅ２＋が好ましい。【０１３５】
また、本発明は、前記のように、式（Ｉ）のタンパク質モノマー、式（Ｉ）のタンパク質モノマーの塩、式（ＩＩ）のタンパク質モノマー、式（ＩＩ）のタンパク質モノマーの塩、式（ＩＩ）のタンパク質モノマーをモノマー単位とするタンパク質ポリマー、式（ＩＩ）のタンパク質モノマーをモノマー単位とするタンパク質ポリマーの塩、式（ＩＩＩ）のタンパク質ポリマー、式（ＩＩＩ）のタンパク質ポリマーの塩、式（ＶＩＩ）のタンパク質アセンブリおよび式（ＶＩＩ）のタンパク質アセンブリの塩からなる群から選択される１以上を含むデバイスである。前記デバイスとしては、酸素センサー、酸素吸着剤等が挙げられる。このようなデバイスとして用いられる場合、前記デバイスに含まれるタンパク質モノマー、タンパク質モノマーの塩、タンパク質ポリマー、タンパク質ポリマーの塩、タンパク質アセンブリおよびタンパク質アセンブリの塩中のＭは、Ｆｅ２＋であるのが好ましい。【０１３６】
また、本発明は、前記のように、式（ＩＩ）のタンパク質モノマー、式（ＩＩ）のタンパク質モノマーの塩、式（ＩＩ）のタンパク質モノマーをモノマー単位とするタンパク質ポリマー、式（ＩＩ）のタンパク質モノマーをモノマー単位とするタンパク質ポリマーの塩、式（ＩＩＩ）のタンパク質ポリマーおよび式（ＩＩＩ）のタンパク質ポリマーの塩（ただし、前記式（ＩＩ）および式（ＩＩＩ）において、ＭはＦｅである）からなる群から選択される１以上で修飾された基板である。前記タンパク質モノマー等が酸素吸蔵能を有するため、このような基板に電流を流すことにより前記タンパク質モノマー等により酸素が吸蔵され、電流を止めることにより酸素を吸蔵した前記タンパク質モノマー等から酸素が放出されることができる。従って、前記基板は酸素吸蔵電極として用いることができる。このような基板として用いられる場合、前記基板を修飾するタンパク質モノマー、タンパク質モノマーの塩、タンパク質ポリマーおよびタンパク質ポリマーの塩中のＭは、Ｆｅ２＋であるのが好ましい。【０１３７】
前記のような基板は、例えば、以下のようにして製造することができる。まず基板を用意する。基板は金属板であってもよいし、表面が金属コーティングされたプラスチック等の板であってもよい。なお、基板の形状は板状に限定されない。前記基板の表面に、まず、ヘムを有するリンカーを共有結合で固定する。具体的には、例えば、まず、基板上に反応基を有するリンカーを結合させる。その後、その反応基にヘミンを結合させ、次いでこの基板に、式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマー、式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーの塩、式（ＩＩ）のタンパク質モノマーをモノマー単位とするタンパク質ポリマー、式（ＩＩ）のタンパク質モノマーをモノマー単位とするタンパク質ポリマーの塩、式（ＩＩＩ）で表わされるタンパク質ポリマーおよび式（ＩＩＩ）で表されるタンパク質ポリマーの塩からなる群から選択される１以上と反応させる。その結果、前記基板の表面に存在するヘミン中のヘムと、式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマー、式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーの塩、式（ＩＩ）のタンパク質モノマーをモノマー単位とするタンパク質ポリマー、式（ＩＩ）のタンパク質モノマーをモノマー単位とするタンパク質ポリマーの塩、式（ＩＩＩ）で表わされるタンパク質ポリマーおよび式（ＩＩＩ）で表されるタンパク質ポリマーの塩からなる群から選択される１以上が反応し、式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマー、式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーの塩、式（ＩＩ）のタンパク質モノマーをモノマー単位とするタンパク質ポリマー、式（ＩＩ）のタンパク質モノマーをモノマー単位とするタンパク質ポリマーの塩、式（ＩＩＩ）で表わされるタンパク質ポリマーおよび式（ＩＩＩ）で表されるタンパク質ポリマーの塩からなる群から選択される１以上で修飾された基板が得られる。なお、式（ＩＩ）のタンパク質モノマーまたはその塩を反応させた場合において、基板上で重合が起こり、その結果、式（ＩＩＩ）のタンパク質ポリマーおよび式（ＩＩＩ）のタンパク質ポリマーの塩からなる群から選択される１以上で修飾された基板を得てもよい。また、基板への反応基を有するリンカーの結合方法としては、例えば、Ａ．Ｄａｓら（J．Biophysical Chemistry, 2006年、123巻、pp.102-112）等の報告を参照して行うことができる。リンカーの長さは特に限定されない。【０１３８】
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）スペクトルは日本電子ＪＥＯＬ  ＥＸ２７０核磁気共鳴装置（２７０ＭＨｚ）もしくは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システムにスーパーデック(Superdex）２００  １０／３００  ＧＬカラム（排除限界１．３×１０６Ｄａ）を接続し、検出にはＵＰＣ−９００検出器を用いて測定した。原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）はデジタル・インスツゥルメンツ（Digital Instruments）社製ナノスコープ（Nanoscope）Ｖを用いて測定した。【０１３９】
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)。
モノN-Boc保護ジアミン類：M. Trester-Zedlitz, K. Kamada, S. K. Burley, D. Fenyo, B. T. Chait, T. W. Muir, J. Am. Chem. Soc. 125, 2416 (2003)；およびR. Schneider, F. Schmitt, C. Frochot, Y. Fort, N. Lourette, F. Guillemin, J.-F. Mueller, M. Barberi-Heyob, Bioorg. Med. Chem. 13, 2799 (2005)。
N-メトキシカルボニルマレイミド：O. Keller, J. Rudinger, Helv. Chim. Acta. 58, 531(1975)。
その他の一般試薬は市販品をそのまま用いた。
【実施例１】
【０１４０】
（１）式１（８）で示す化合物の製造
式１（８）で示す化合物は、以下のスキーム５に従い製造した。【０１４１】
【化２５】
2009113551.tif 000020
【０１４２】
（ｉ）式３（８）で表わす化合物の製造
窒素雰囲下、５０ｍＬのナス型フラスコにプロトポルフィリンＩＸモノｔ−ブチルエステル２（２５５ｍｇ，４．１×１０−４ｍｏｌ）、Ｎ−Ｂｏｃ−１，２−ビス（２−アミノエトキシ）エタン（ジアミン（８）、２０８ｍｇ，８．４×１０−４ｍｏｌ）およびＤＭＦ（２５ｍＬ）を加えて溶解させた。溶液を氷浴によって冷却し、そこへジフェニルリン酸アジド（ＤＰＰＡ，２９０ｍｇ，１．１×１０−３ｍｏｌ）のＤＭＦ溶液（１ｍＬ）およびトリエチルアミン（Ｅｔ３Ｎ，１７０ｍｇ，１．７×１０−３ｍｏｌ）のＤＭＦ溶液（１ｍＬ）をそれぞれ加えた。この溶液を遮光下、室温にて４時間撹拌した後、再び同じ量のＤＰＰＡおよびＥｔ３ＮのＤＭＦ溶液を加えた。さらに２時間撹拌した後、溶媒を減圧留去し、残渣をシリカゲルクロマトグラフィー（クロロホルム／アセトン＝５／１）によって精製した。得られた固体を最少量のクロロホルムに溶解させ、そこへヘキサンを加えることによって生じた沈殿を集め、標題化合物３（８）およびその位置異性体との混合物を得た（２１８ｍｇ，６３％、紫色、固体）。【０１４３】
1H NMR (270 MHz, ピリジン-d5) δ： 10.55 (s, 1H) 10.46 (s, 1H) 10.41 (s, 0.5H) 10.35 (s, 0.5H) 10.29 (s, 0.5H) 10.22 (s, 0.5H)（位置異性体の存在により、メソ-プロトンのシグナルは６つに分割した。存在比は、ピーク強度に基づき、１：１である。）, 8.56-8.42 (m, 2H) 6.44 (m, 2H) 6.19 (m, 2H) 4.59-4.49 (m, 4H) 3.68-3.46 (m, 16H) 3.36 (m, 2H) 3.11 (m, 2H) 2.96 (m, 2H) 2.89 (m, 2H) 2.45 (m, 2H) 2.36 (m, 2H) 1.40 (s, 9H) 1.38 (s, 9H) -3.27 (s, 2H);
ESI-TOF-MS (positive mode) m/z 850.07 (M + H)+、C49H64N6O7について計算値：850.08; 
UV-vis (CHCl3)λmax / nm (吸収) 630 (0.042) 579 (0.056) 543 (0.090) 507 (0.11) 408 (1.27)。【０１４４】
（ｉｉ）式４(８)で表わす化合物の製造
窒素雰囲気下、５０ｍＬのナス型フラスコに化合物３（８）（２０５ｍｇ，２．４×１０−４ｍｏｌ）、ジクロロメタン（１０ｍＬ）およびトリフルオロ酢酸（４ｍＬ）を氷浴で冷却しながらそれぞれ加えた。その後、反応溶液を室温に戻し、撹拌した。７時間後、溶媒を減圧留去し、得られた残渣へ最少量のメタノールを加えて溶解させた。そこへジエチルエーテルを加えて、生じた沈殿を集めて標題化合物４（８）およびその位置異性体との混合物を得た（１３９ｍｇ，８３％、紫色、固体）。【０１４５】
1H NMR (270 MHz, ピリジン-d5) δ： 10.47 (s, 1H) 10.23 (s, 0.5H) 10.20 (s, 1H) 10.15 (s, 1H) 10.05 (s, 0.5H) 9.98 (s, 0.5H)（位置異性体の存在により、メソ-プロトンのシグナルは６つに分割した。存在比は、ピーク強度に基づき、１：１である。）, 8.45-8.31 (m, 2H) 6.42 (m, 2H) 6.17 (m, 2H) 4.63-4.55 (m, 4H) 3.59-3.45 (m, 16H) 3.34 (m, 2H) 3.05-2.96 (m, 6H) 2.47 (m, 2H) 2.39 (m, 2H) -3.80 (s, 2H); 
ESI-TOF-MS (positive mode) m/z 693.97 (M - TFA)+, C40H49N6O5について計算値：693.85; 
UV-vis (MeOH) λmax / nm (吸収) 628 (0.018) 574 (0.042) 538 (0.055) 504 (0.057) 399 (0.93)。【０１４６】
（ｉｉｉ）式５（８）で表わす化合物の製造
５０ｍＬのナス型フラスコに化合物４（８）（１０９ｍｇ，１．４×１０−４ｍｏｌ）、塩化鉄（ＩＩ）一水和物（６３０ｍｇ）および炭酸水素ナトリウム（４０ｍｇ）を加え、窒素飽和にしたクロロホルムとメタノールの混合溶媒（クロロホルム／メタノール＝１０／１、２０ｍＬ）に溶解させ、加熱還流を行った。４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。残渣をクロロホルムとメタノールの混合溶媒（クロロホルム／メタノール＝２／１）に溶解させ、０．０５Ｍ塩酸で洗浄した。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。得られた残渣に最少量のメタノールを加えて溶解させ、そこへジエチルエーテルを加えて生じた沈殿を集め、水でよく洗浄し、乾燥させることによって標題の化合物５（８）およびその位置異性体との混合物を得た（９２ｍｇ，８０％、紫色、固体）。【０１４７】
ESI-TOF-MS (positive mode) m/z 746.81 (M−Cl−-HCl)+, C40H46FeN6O5について計算値：746.68; 
UV-vis (MeOH) λmax / nm (吸収) 627 (0.021) 538 (0.035, sh) 502 (0.053) 397 (0.91)。【０１４８】
（ｉｖ）式１（８）で表わす化合物の製造
１００ｍＬのナス型フラスコに、化合物５（８）（４０ｍｇ，５．４×１０−５ｍｏｌ）およびＮ−メトキシカルボニルマレイミド（１００ｍｇ，６．４５×１０−４ｍｏｌ）を、アセトンと飽和炭酸水素ナトリウム水溶液の混合溶媒（アセトン／飽和炭酸水素ナトリウム水溶液＝２／１、１０ｍＬ）に溶解させた。室温にて２時間撹拌した後、水（４０ｍＬ）を加え、さらに１時間攪拌した。前記混合物に、０．１Ｎ  ＨＣｌ水溶液、ついでクロロホルムを加えて、クロロホルムで抽出した。有機層をまとめて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クロマトグラフィー（クロロホルム／メタノール＝５／１）によって精製した。得られた固体を最小量のクロロホルムに溶解させ、そこへヘキサンを加えることによって生じた沈殿を集め、標題化合物１（８）およびその位置異性体との混合物を得た（２５ｍｇ、５７％、暗紫色、固体）。【０１４９】
ESI-TOF-MS (positive mode) m/z 826.30 (M−Cl−)＋, Ｃ４４Ｈ４６ＦｅＮ６Ｏ７について計算値： 826.28; 
UV-vis (ＣＨＣｌ３／ＭｅＯＨ=１／１、ｖ／ｖ) λmax / nm (吸収) 597 (0.058) 482 (0.090) 399 (0.99)。【０１５０】
（２）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）【０１５１】
【化２６】
2009113551.tif 000021
【０１５２】
（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。【０１５３】
（３）タンパク質モノマーおよびそのモノマーをモノマー単位とするタンパク質ポリマーの製造（スキーム６参照）【０１５４】
【化２７】
2009113551.tif 000022
【０１５５】
前記式（Ｖ−１）
【化２８】
2009113551.tif 000023
は、実施例１（２）において発現したタンパク質変異体である、シトクロムｂ５６２変異体（Ｈ６３Ｃ）を意味し、前記変異体は、天然のシトクロムｂ５６２のアミノ酸配列中、第６３番目のヒスチジン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、Ｆｅは、前記ヘムタンパク質に含まれるポルフィリン基の４つの窒素原子と結合している。【０１５６】
窒素雰囲気下、３０ｍＬの二つ口フラスコに窒素飽和の１．９ｍＬのトリス−ＨＣｌ緩衝液（０．０５Ｍ、ｐＨ７．３、）および化合物１（８）（２．６×１０−６ｍｏｌ）のＤＭＳＯ溶液（０．６ｍＬ）を加えて室温にて撹拌した。そこへ、実施例１（２）において発現したＨ６３Ｃのストック溶液（２００μＬ，０．０５Ｍトリス−ＨＣｌ緩衝液中濃度１．６×１０−３Ｍ、ｐＨ７．３）を滴下して加え、溶液を窒素下、室温にて穏やかに撹拌した。１．５時間後、化合物１（８）とＨ６３Ｃ（Ｖ−１）の結合体であるタンパク質モノマー（Ｉ−１）を得た。【０１５７】
前記溶液中のタンパク質モノマー（Ｉ−１）に塩酸を加えてｐＨ１．９とし、タンパク質モノマー（ＩＩ−１）を得た。前記タンパク質モノマー（ＩＩ−１）の水溶液へ２−ブタノン（５ｍＬ×４）を加えて抽出操作を行った。水層を分離して透析膜（Ｗａｋｏ，ＭＷＣＯ、１４，０００Ｄａ）へと移し、０．０５Ｍトリス−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ７．３）によって４℃で透析を行った（５００ｍＬ×２時間×３）。得られたタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−１）の水溶液を限外ろ過によって約１０−３Ｍまで濃縮し、冷暗所にて保管した。【０１５８】
前記タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−１）は、式（ＩＩＩ−１１）のランダムコポリマー構造であると推測できる。【０１５９】
【化２９】
2009113551.tif 000024
【０１６０】
前記式中、Ｘ’は、ヘムタンパク質の変異体中のＸ’を意味し、前記ヘムタンパク質の変異体は式（Ｖ−１）で表わされる。【０１６１】
前記式（Ｖ−１）
【化３０】
2009113551.tif 000025
は、実施例１（２）において発現したタンパク質変異体である、シトクロムｂ５６２変異体（Ｈ６３Ｃ）を意味し、前記変異体は、天然のシトクロムｂ５６２のアミノ酸配列中、第６３番目のヒスチジン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、Ｆｅは、前記ヘムタンパク質に含まれるポルフィリン基の４つの窒素原子と結合している。
【実施例２】
【０１６２】
（１）式１（２）で示す化合物の製造
式１（２）で示す化合物は、以下のスキーム７に従い製造した。詳細には、Ｎ−Ｂｏｃ−１，２−ビス（２−アミノエトキシ）エタン（ジアミン（８））の代わりに、Ｎ−Ｂｏｃ−１，２−ジアミノエタン（ジアミン（２））を用いた以外は、実施例１（１）の式１（８）で示す化合物の製造と同様にして行った。【０１６３】
【化３１】
2009113551.tif 000026
【０１６４】
得られた化合物３（２）、化合物４（２）、化合物５（２）および化合物１（２）のデータを以下に示す。【０１６５】
化合物3(2): 収率33%。
1H NMR (270 MHz, ピリジン-d5) δ10.47 (s, 1H) 10.38 (s, 1H) 10.36 (s, 0.5H) 10.30 (s, 0.5H) 10.21 (s, 0.5H) 10.16 (s, 0.5H) 8.51-8.38 (m, 2H) 6.45-6.16 (m, 4H), 4.60-4.45 (m, 4H), 3.65-3.41 (m, 16H) 3.43 (m, 2H) 3.33 (m, 2H) 1.33 (s, 9H) 1.26 (s, 9H) -3.39 (s, 2H); 
ESI-TOF-MS (positive mode) m/z 761.70 (M + H)+, C45H57N6O5について計算値： 761.97; 
UV-vis (CHCl3) λmax / nm (吸収) 630 (0.032) 575 (0.041) 542 (0.070) 506 (0.084) 408 (1.02)。【０１６６】
化合物4(2):収率 88%。
1H NMR (270 MHz, ピリジン-d5) δ 10.64 (s, 1H) 10.44 (s, 1H) 10.36 (m, 1H) 10.25 (m, 1H) 8.52-8.42 (m, 2H) 6.47-6.17 (m, 4H), 4.63-4.50 (m, 4H), 3.67-3.52 (m, 16H) 3.42-3.28 (m, 4H) -3.29 (s, 2H); 
ESI-TOF-MS (positive mode) m/z 605.31 (M - TFA)+, C36H41N6O3について計算値： 605.75; 
UV-vis (MeOH) λmax / nm (吸収)627 (0.034) 574 (0.048) 537 (0.087) 503 (0.10) 401 (1.12)。【０１６７】
化合物5(2): 収率 93%。
ESI-TOF-MS (positive mode) m/z 658.21 (M−Cl−-HCl)+, C36H38FeN6O3について計算値： 658.57 
UV-vis (MeOH) λmax / nm (吸収) 598 (0.082) 478 (0.13) 398 (1.02)。【０１６８】
化合物１(2): 収率 31%。
ESI-TOF-MS (positive mode) m/z 738.38 (M-Cl-)+, C40H38FeN6O5について計算値： 738.23 
UV-vis (CHCl3/MeOH = 1/1, v/v) λmax /nm (吸収) 609 (0.029) 498 (0.067) 399 (0.96)。【０１６９】
（２）タンパク質モノマーおよびそのモノマーをモノマー単位とするタンパク質ポリマーの製造（スキーム８参照）
式１（２）で示す化合物を用いて、タンパク質モノマーおよびそのモノマーをモノマー単位とするタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−２）を以下のスキーム８に従い製造した。詳細には、化合物１（８）の代わりに、化合物１（２）を用いた以外は、実施例１（３）のスキーム６に示す製造と同様にして行った。【０１７０】
【化３２】
2009113551.tif 000027
【０１７１】
前記タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−２）は、式（ＩＩＩ−１２）のランダムコポリマー構造であると推測できる。【０１７２】
【化３３】
2009113551.tif 000028
【０１７３】
前記式中、Ｘ’は、ヘムタンパク質の変異体中のＸ’を意味し、前記ヘムタンパク質の変異体は式（Ｖ−１）で表わされる。【０１７４】
前記式
【化３４】
2009113551.tif 000029
については前記と同様。
【実施例３】
【０１７５】
（１）ミオグロビン変異体(A125C)二量体の調製
変異体タンパク質のプラスミドを持つ大腸菌については文献処方(S. Hirota, K. Azuma, M. Fukuda, S. Kuroiwa, N. Funasaki, Biochemistry 44, 10322 (2005))に従って調製した。変異体タンパク質はEscherichia coli菌株 TB-１を用い、文献処方(B. A. Springer, S. G. Sliger, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84, 8961 (1987))に従って野生型ミオグロビン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、陰イオン交換カラム(DEAE Sepharose FF、2.7 cm×10 cm)、陽イオン交換カラム(CM-52、2.7 cm×18 cm)とゲル濾過カラム(Sephadex G-50、1.5 cm×100 cm)によって精製し、マッコウクジラ由来のミオグロビン変異体A125C二量体のフラクションを回収して以下の実験に使用した。【０１７６】
（２）タンパク質モノマーおよびそのモノマーをモノマー単位とするタンパク質ポリマーの製造（スキーム９参照）【０１７７】
【化３５】
2009113551.tif 000030
【０１７８】
前記式（Ｖ−２）
【化３６】
2009113551.tif 000031
は、実施例３（１）において発現したタンパク質変異体由来の単量体である、マッコウクジラ由来のミオグロビン変異体（Ａ１２５Ｃ）を意味し、前記変異体は、野生型のミオグロビンのアミノ酸配列（配列番号２）中、第１２６番目のアラニン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、Ｆｅは、前記ヘムタンパク質に含まれるポルフィリン基の４つの窒素原子と結合している。【０１７９】
実施例３（１）で調製したＡ１２５Ｃ二量体のストック溶液（２００μＬ，１．１０×１０−３Ｍ（単量体換算濃度）、０．１Ｍリン酸緩衝液、ｐＨ７．０）に、大過剰のＤＴＴ（ジチオスレイトール）を加え溶解させた後、３０分間２℃で静置した。０．１Ｍ  Ｌ−ヒスチジン水溶液で平衡化した脱塩バッファー交換用カラム（Ｈｉｔｒａｐ  ｄｅｓａｌｔｉｎｇ（登録商標）、ＧＥヘルスケアバイオサイエンス株式会社製）でこの溶液を精製し、Ａ１２５Ｃ単量体（Ｖ−２）を得た。前記Ａ１２５Ｃ単量体（Ｖ−２）を、前記０．１Ｍ  Ｌ−ヒスチジン水溶液で１．５ｍＬにメスアップして、Ａ１２５Ｃ単量体溶液を調製した。前記Ａ１２５Ｃ単量体溶液へ、化合物１（８）（１．１×１０−６ｍｏｌ）溶液を加えた後、その混合物を２４時間室温で攪拌して、化合物１（８）とＡ１２５Ｃ単量体（Ｖ−２）の結合体であるタンパク質モノマー（１−４）を得た。前記化合物１（８）溶液は、０．１Ｍ  Ｌ−ヒスチジン水溶液とＤＭＳＯと、ジチオナイトとの混合溶媒（０．１Ｍ  Ｌ−ヒスチジン水溶液：ＤＭＳＯ＝６：１、ジチオナイトは、Ａ１２５Ｃ単量体と当量）（０．６ｍＬ）中に化合物１（８）（１．１×１０−６ｍｏｌ）を溶解させて調製した。前記全ての操作はグローブボックス中、窒素雰囲気下で行った。【０１８０】
反応溶液を透析膜（Ｗａｋｏ，ＭＷＣＯ１４，０００Ｄａ）に移し、リン酸緩衝液（０．０１Ｍ、ｐＨ６．０）を用いて４℃で透析を行った（１Ｌ×１時間×２）。透析により得られたタンパク質モノマー（１−４）溶液に０．１Ｎ塩酸を加えてｐＨ２．２５へ調整し、タンパク質モノマー（ＩＩ−４）を得た。前記タンパク質モノマー（ＩＩ−４）の溶液へ２−ブタノン（５ｍＬ×４）を加えて抽出操作を行った。水層を分離して透析膜（Ｗａｋｏ，ＭＷＣＯ１４，０００Ｄａ）へと移し、リン酸緩衝液（０．１Ｍ、ｐＨ７．０）を用いて４℃で透析を行った（１Ｌ×２時間×３）。得られたタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−３）の水溶液から遠心分離により沈殿を除去し、上澄みのタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−３）溶液を限外ろ過によって約１０−３Ｍまで濃縮し、冷暗所にて保管した。【０１８１】
前記タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−３）は、式（ＩＩＩ−１３）のランダムコポリマー構造であると推測できる。【０１８２】
【化３７】
2009113551.tif 000032
【０１８３】
前記式中、Ｘ’’は、ヘムタンパク質の変異体中のＸ’’を意味し、前記ヘムタンパク質の変異体は式（Ｖ−２）で表わされる。【０１８４】
前記式
【化３８】
2009113551.tif 000033
については前記と同様。
【実施例４】
【０１８５】
タンパク質モノマーおよびそのモノマーをモノマー単位とするタンパク質ポリマーの製造（スキーム１０参照）
式１（２）で示す化合物を用いて、タンパク質モノマーおよびそのモノマーをモノマー単位とするタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−４）を以下のスキーム１０に従い製造した。詳細には、化合物１（８）の代わりに、化合物１（２）を用いた以外は、実施例３（２）のスキーム９に示す製造と同様にして行った。【０１８６】
【化３９】
2009113551.tif 000034
【０１８７】
前記タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−４）は、式（ＩＩＩ−１４）のランダムコポリマー構造であると推測できる。【０１８８】
【化４０】
2009113551.tif 000035
【０１８９】
前記式中、Ｘ’’は、ヘムタンパク質の変異体中のＸ’’を意味し、前記ヘムタンパク質の変異体は式（Ｖ−２）で表わされる。【０１９０】
前記式
【化４１】
2009113551.tif 000036
については前記と同様。
【実施例５】
【０１９１】
（１）式１（１３）で示す化合物の製造
式１（１３）で示す化合物は、以下のスキーム１１に従い製造した。詳細には、Ｎ−Ｂｏｃ−１，２−ビス（２−アミノエトキシ）エタン（ジアミン（８））の代わりに、Ｎ−ＢＯＣ−ジエチレングリコール−ビス（３−アミノプロピル）エーテル（ジアミン（１３））を用いた以外は、実施例１（１）の式１（８）で示す化合物の製造と同様にして行った（スキーム５参照）。【０１９２】
【化４２】
2009113551.tif 000037
【０１９３】
得られた化合物３（１３）、化合物４（１３）、化合物５（１３）および化合物１（１３）のデータを以下に示す。【０１９４】
化合物3(13): 収率 49%。
1H-NMR (270 MHz, ピリジン-d5) δ 10.34 (s, 1H) 10.21 (s, 0.5H) 10.17 (s, 1H) 10.14 (s, 1H) 10.03 (s, 0.5H) 9.95 (s, 0.5H) 8.39-8.25 (m, 2H) 6.41-6.14 (m, 4H) 4.60-4.38 (m, 4H) 3.62-3.45 (m, 16H) 3.34-3.15 (m, 12H) 3.06 (m, 2H) 2.76 (m, 2H) 2.61 (m, 2H) 2.44 (m, 2H) 1.74 (m, 2H) 1.49 (s, 9H) 1.43 (s, 9H) 1.39 (m, 2H), −3.80 (s, 2H); 
ESI-TOF-MS (positive mode) m/z 921.83 (M + H)+, C53H72N6O8について計算値： 922.18; 
UV-vis (CHCl3) λmax / nm (吸収) 630 (0.032) 576 (0.042) 540 (0.072) 506 (0.088) 408 (1.05)。【０１９５】
化合物4(13): 収率 82%。
1H NMR (270 MHz, ピリジン-d5) δ 10.41 (s, 1H) 10.19 (s, 0.5H) 10.14 (br, 1.5H) 10.00 (s, 0.5H) 9.94 (s, 0.5H) 8.42-8.27 (m, 2H) 6.43-6.12 (m, 4H), 4.60-4.41 (m, 4H), 3.61-3.47 (m, 16H) 3.33-3.22 (m, 8H) 3.13 (m, 2H) 2.93 (m, 2H) 2.80 (m, 2H) 2.71 (m, 2H) 1.90 (m,2H) 1.44 (m, 2H) -3.88 (s, 2H);
ESI-TOF-MS (positive mode) m/z 765.55 (M - TFA)+, C44H57N6O6について計算値：765.96;
UV-vis (MeOH) λmax / nm (吸収) 628 (0.035) 574 (0.044) 538 (0.073) 504 (0.090) 401 (1.02)。【０１９６】
化合物5(13): 化合物5(13)は水溶性が高く、最後の沈殿の水洗浄を充分に行うことが出来なかった。このため、精製を行わずに次の反応に用いた。
ESI-TOF-MS (positive mode) m/z 818.70 (M -Cl--HCl)+, C44H54FeN6O6 について計算値：818.72 
UV-vis (MeOH) λmax / nm (吸収) 601 (0.037) 494 (0.080) 396 (1.07)。【０１９７】
化合物1(13):収率 43%。
ESI-TOF-MS (positive mode) m/z 898.38 (M−Cl−)＋, C44H46FeN6O7 について計算値：898.34 
UV-vis (CHCl3/MeOH = 1/1, v/v) λmax / nm (吸収) 596 (0.064) 483 (0.087) 398 (0.78)。【０１９８】
（２）タンパク質モノマーおよびそのモノマーをモノマー単位とするタンパク質ポリマーの製造（スキーム１２参照）
式１（１３）で示す化合物を用いて、タンパク質モノマーおよびそのモノマーをモノマー単位とするタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）を以下のスキーム１２に従い製造した。詳細には、化合物１（８）の代わりに化合物１（１３）を用いた以外は、実施例３（２）のスキーム９に示す製造と同様にして行った。【０１９９】
【化４３】
2009113551.tif 000038
【０２００】
前記タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）は、式（ＩＩＩ−１５）のランダムコポリマー構造であると推測できる。【０２０１】
【化４４】
2009113551.tif 000039
【０２０２】
前記式中、Ｘ’’は、ヘムタンパク質の変異体中のＸ’’を意味し、前記ヘムタンパク質の変異体は式（Ｖ−２）で表わされる。【０２０３】
前記式
【化４５】
2009113551.tif 000040
については前記と同様。【０２０４】
［実施例１から５で得られたポリマーに関する種々性質］
（ｉ）ＵＶ−ｖｉｓスペクトルの測定
図１ａに天然型ミオグロビンのＵＶ−ｖｉｓスペクトル、図１ｂに実施例４で製造したタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−４）のＵＶ−ｖｉｓスペクトル、図１ｃに実施例３で製造したタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−３）のＵＶ−ｖｉｓスペクトル、図１ｄに実施例５で製造したタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）のＵＶ−ｖｉｓスペクトルをそれぞれ示す。図１ａならびに図１ｂ、図１ｃおよび図１ｄより、タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−４）、タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−３）、及びタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）のスペクトルが、前記天然型ミオグロビンのものと非常によく似たスペクトルを有していることが確認できた。従って、変異体ミオグロビンにポルフィリンリンカーを導入したタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−４）、タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−３）、及びタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）の鉄が、天然型ミオグロビンと同様にヘムポケットに保持されていることが確認できた。【０２０５】
さらに、図１ｅに、天然型ミオグロビンの酸素錯体のＵＶ−ｖｉｓスペクトル、図１ｆに実施例５で製造したタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）の酸素錯体のＵＶ−ｖｉｓスペクトルをそれぞれ示す。酸素貯蔵能を有するミオグロビンは大気中、還元剤でヘム鉄を２価に還元することで非常に安定な酸素錯体を形成し、特徴的な紫外可視吸収スペクトルを示すことが知られている。今回製造したタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）を同様に処理することにより、酸素錯体を調製した。この図１ｆと図１ｅは、特徴的な４１７ｎｍ、５４３ｎｍおよび５８０ｎｍの吸収を同様に有する。従って、本発明のタンパク質ポリマーが、非常に安定な酸素錯体を形成することが、確認できた。さらに、このことから、本発明のタンパク質ポリマーが、本来のタンパク質の機能を保持したまま、超分子集合体を形成していることが確認できた。【０２０６】
（ｉｉ）酸素との親和性の測定
天然型ミオグロビンの酸素錯体または実施例５で製造した酸素結合型タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）の酸素錯体（ミオグロビンのＦｅ（ＩＩ）ヘム酸素錯体、oxy-Mb）は、過剰量のジチオナイトを天然型ミオグロビンまたは実施例５で製造したタンパク質ポリマー（ミオグロビンのＦｅ（ＩＩＩ）ヘム錯体、met-Mb）溶液にそれぞれ加えた後、セファデックス−Ｇ２５カラムにより精製した。カイネティクス測定はリン酸バッファー（１００ｍＭ、ｐＨ７．０）中で、２５℃で行った。自動酸化過程の測定は３７℃で行った。酸素の結合定数ＫＯ２は、結合速度定数ｋＯ２ｏｎを解離速度定数ｋＯ２ｏｆｆで割ることで求められる。以下の測定で得られた結果を表１に示す。なお、タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）は、タンパク質モノマーが１１個（ｎ＝１１）重合されたものに対応していた。このタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）全体を一分子として計算した。【０２０７】
［酸素の結合速度定数ｋＯ２ｏｎの測定］
大気下（［Ｏ２］＝２．６４×１０−４Ｍ）でリン酸バッファー（１００ｍＭ、ｐＨ７．０）中の天然型ミオグロビンの酸素錯体または実施例５で製造した酸素結合型タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）の酸素錯体をそれぞれ、レーザーフラッシュフォトリシス（励起波長５３２ｎｍ、５ｎｓパルス）により励起させた。その後、天然型ミオグロビンまたは実施例５で製造したタンパク質ポリマー（ミオグロビンのＦｅ（ＩＩ）ヘム錯体、deoxy-Mb）のそれぞれの極大吸収波長である４３４ｎｍの吸光度変化を追跡した。プローブ光はモノクロメーターを通過させた。反応曲線を非線形最小二乗法によりフィッティングし、一次反応速度定数を決定した。次いで、得られた速度定数をＯ２の濃度で割ることにより、酸素の結合速度定数ｋＯ２ｏｎを算出した。【０２０８】
［酸素の解離速度定数ｋＯ２ｏｆｆの測定］
酸素の解離速度はフェリシアン化カリ法により求めた。測定にはストップトフロー装置を用い、プローブ光はモノクロメーターを通過させた。［Ｋ３Ｆｅ（ＣＮ）６］＞＞Ｍｂ］の条件で５８０ｎｍの吸光度変化を一次速度式でフィッティングした。以下の式（１）に従い、Ｋ３Ｆｅ（ＣＮ）６が大過剰の条件で観測される速度定数からｋＯ２ｏｆｆを決定した。【０２０９】
【数１】
2009113551.tif 000041
【０２１０】
ここでｋｏｘはｄｅｏｘｙ体からｍｅｔ体への酸化速度定数である。定常状態の近似が成り立つとき、反応は一次速度定数に従い、見かけの速度定数ｋｏｂｓは式（２）のように表すことができる。【０２１１】
【数２】
2009113551.tif 000042
【０２１２】
ｋｏｘ［Ｋ３［Ｆｅ（ＣＮ）６］］＞＞ｋＯ２ｏｎ［Ｏ２］の条件が満たされるとき、以下のように酸素の解離速度定数ｋＯ２ｏｆｆが算出できる。【０２１３】
【数３】
2009113551.tif 000043
【０２１４】
［自動酸化速度定数ｋａｕｔｏの測定］
３７℃で、天然型ミオグロビンの酸素錯体または実施例５で製造したタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）の酸素錯体を試料として５００〜６５０ｎｍの範囲でＵＶ−ｖｉｓスペクトルを３０分毎に測定した。５８０ｎｍの吸光度変化を時間に対してプロットし、一次速度式でフィッティングすることにより自動酸化速度定数ｋａｕｔｏを算出した。得られた結果を表１に示す。【０２１５】
【表１】
2009113551.tif 000044
【０２１６】
表１の結果から、本発明のタンパク質ポリマーが、天然型より優れた酸素との親和性を有することが確認できた。【０２１７】
（ｉｉｉ）サイズ排除クロマトグラムの測定
実施例３〜５で得られたタンパク質ポリマーについて、サイズ排除クロマトグラフィーを測定した。溶出溶媒には１００ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ７．０）を用いた。測定は温度４℃、流速０．５ｍＬ／分にて行った。その結果を図２ａに示す。図２ａ中、溶出成分の早い成分ほど大きな分子量を持つ。ミオグロビン変異体Ａ１２５Ｃ単量体の溶出量は、１７．６ｍＬであり、ミオグロビン変異体Ａ１２５Ｃ二量体の溶出量は、１６．２ｍＬである（図示せず）。タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−３）、タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−４）およびタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）の溶出量は、それぞれ１０．５ｍＬ、１１．３ｍＬおよび９．３ｍＬであった。従って、タンパク質ポリマーは、これらミオグロビン変異体Ａ１２５Ｃ単量体と、二量体より溶出量が少なく、これらのポリマーの分子量が大きいことが確認できた。また、タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−３）、タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−４）およびタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）は、それぞれ、タンパク質とヘムとを繋ぐリンカーの長さが長いほど、大きな分子量を有することが確認できた。さらに、タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）は、検出限界の８ｍＬから大きくクロマトグラフィーが立ち上がっており、タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−３）およびタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−４）より大きな分子量成分を多く含むことが確認できた。なお、分子量の常用対数と溶出量とは比例関係にあるので、タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−３）、タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−４）およびタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）の分子量が概算で算出できる。その分子量とモノマーの分子量から、タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−３）、タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−４）およびタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）の重合度は、２２、１８および３３と算出できた。【０２１８】
実施例１で製造したタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−１）および実施例２で製造したタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−２）について、サイズ排除クロマトグラフィーを測定した。溶出溶媒には５０ｍＭトリス−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ７．３）に０．１５ＭのＮａＣｌを加えたものを用いた。測定は温度４℃、流速０．５ｍＬ／分にて行った。タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−１）およびタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−２）の結果を図２ｂに示す。図２ｂ中、ａは、タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−２）、ｂは、実施例１で製造したタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−１）、ｃは、Ｈ６３Ｃ(Ｖ−１）の二量体、ｄは、Ｈ６３Ｃ（Ｖ−１）の単量体のクロマトグラフィーを示す。ａまたはｂは、ｃおよびｄに比べて速い時点で溶出したことから、巨大な分子量を持つことが推定される。また、ａ、ｂのピークが幅広いことからそれぞれタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−１）およびタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−２）が、幅広い分子量分布を有することが確認できた。【０２１９】
また、実施例１０で得られたタンパク質ポリマーについて、サイズ排除クロマトグラフィーを測定した。溶出溶媒にはＴｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液（５０ｍＭ、ｐＨ７．３）およびＮａＣｌ（１５０ｍＭ）の混合水溶液を用いた。測定は温度４℃、流速０．５ｍＬ／分にて行った。その結果を図２ｃに示す。図２ｃに示すようにＺｎプロトポルフィリンとヘムポケットとの相互作用により、タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−６）は２量体、３量体程度で形成されていることが確認できた。【０２２０】
（ｉｖ）濃度を変化させた条件下でのサイズ排除クロマトグラムの測定
実施例５で得た前記タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）について、前記ポリマーの濃度を１０μＭ、１００μＭ、５００μＭおよび１０００μＭのそれぞれにおいて、前記（ｉｉ）と同様にしてサイズ排除クロマトグラムを測定した。その結果を図３に示す。図３から、前記ポリマー（ＩＩＩ−５）の濃度が高くなるにつれ、前記タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）の長さが長くなり、かつタンパク質ポリマーの低分子量成分の量が低下することが確認できた。これはタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）が濃度に依存して分子量分布を変えることを示しており、熱力学的な平衡に支配されていることがわかる。【０２２１】
（ｖ）原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）測定
ＡＦＭ測定に用いたサンプルは以下のように調製した。高配向性焼結グラファイト（ＨＯＰＧ）基板の表面を壁開し、その壁開面を実施例３〜５で得たタンパク質ポリマーの水溶液（約１０−８Ｍ、０．０５Ｍトリス緩衝液中、ｐＨ７．３もしくは０．１Ｍリン酸緩衝液中、ｐＨ７．０）に数秒間浸漬した。基板を溶液から引き上げた後、水でよく洗浄し、室温にて塩化カルシウムの入ったデシケーター内にてよく乾燥させた後、ＡＦＭ測定装置にセットした。測定はタッピングモードで行い、スキャン速度は２Ｈｚ、探針には曲率半径が約１０ｎｍのシリコン単結晶を用いた。実施例４で得たタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−４）のＡＦＭイメージを図４ａに示し、実施例３で得たタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−３）のＡＦＭイメージを図４ｂに示し、実施例５で得たタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）のＡＦＭイメージを図４ｃに示す。実施例２で得たタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−２）のＡＦＭイメージを図４ｄに示す。【０２２２】
図４ａの（ａ）では、タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−４）の全体図を、（ｂ）では、（ａ）中の灰色の線に沿ったプロファイルを示す。また、図４ｂの(c)では、タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−３）の全体図を、（ｄ）ではその一部拡大図とその断面プロファイルを示す。また、図４ｃの(e)では、タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−５）の全体図を、(f)では（ｅ）中の灰色の線に沿ったプロファイルを示す。３種類のタンパク質ポリマーについて、それぞれ、高さが均一な線状ポリマー構造体を示す像が確認できた。また、数十量体に相当する長さの線状ポリマー構造体も確認できた。図４ｄの（ａ）では、タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−２）の全体図を、（ｂ）では、全体図中で見られる構造体の一つを拡大した図を示す。（ｂ）から、この組織体は長さが約２００ｎｍであることが確認できた。従って、この組織体は、約８０量体であることが確認できた。この組織体の高さは、２．５〜５ｎｍの範囲であった。この高さは、ヘムタンパク質の１つ分の高さに相当する。図４ｄの（ｃ）では、全体図中に見られる構造体の別の一つを拡大した図を示す。この組織体は、ドーナツ状であることが確認できた。図４ｄの（ｄ）は、（ｃ）中の灰色の線に沿ったプロファイルを示す。この（ｄ）より、組織体はいずれも同等の高さを有していることが確認できた。【０２２３】
（ｖｉ）質量スペクトルの測定
前記タンパク質モノマーのＥＳＩ−ＴＯＦ−ＭＳスペクトルおよびデコンボリューション化したＥＳＩ−ＴＯＦ−ＭＳスペクトルを、図５に示す。実施例４で得た前記タンパク質モノマー（ＩＩ−５）のＥＳＩ−ＴＯＦ−ＭＳスペクトルを図５（ａ）に、前記タンパク質モノマー（ＩＩ−５）のデコンボリューション化したＥＳＩ−ＴＯＦ−ＭＳスペクトルを図５（ｂ）に示す。前記タンパク質モノマー（ＩＩ−５）の分子量の計算値は、１８１００．８である。図５（ｂ）から、前記タンパク質モノマー（ＩＩ−５）の分子量は計算値と一致していることが確認できた。【０２２４】
また、実施例３で得た前記タンパク質モノマー（ＩＩ−４）のＥＳＩ−ＴＯＦ−ＭＳスペクトルを図５（ｃ）に、前記タンパク質モノマー（ＩＩ−４）のデコンボリューション化したＥＳＩ−ＴＯＦ−ＭＳスペクトルを図５（ｄ）に示す。前記タンパク質モノマー（ＩＩ−４）の分子量の計算値は、１８１８８．８である。図５（ｄ）から、前記タンパク質モノマー（ＩＩ−４）の分子量は計算値と一致していることが確認できた。【０２２５】
また、実施例５で得た前記タンパク質モノマー（ＩＩ−３）のＥＳＩ−ＴＯＦ−ＭＳスペクトルを図５（ｅ）に、前記タンパク質モノマー（ＩＩ−３）のデコンボリューション化したＥＳＩ−ＴＯＦ−ＭＳスペクトルを図５（ｆ）に示す。前記タンパク質モノマー（ＩＩ−３）の分子量の計算値は、１８２６０．９である。図５（ｆ）から、前記タンパク質モノマー（ＩＩ−３）の分子量は計算値と一致していることが確認できた。
【実施例６】
【０２２６】
タンパク質アセンブリまたはその塩の製造
（１）式（ＩＶ−１）で示す化合物の製造
式（ＩＶ−１）で示す化合物は、以下のスキーム１３に従い製造した。【０２２７】
【化４６】
2009113551.tif 000045
2009113551.tif 000046
2009113551.tif 000047
【０２２８】
なお、スキーム１３において、プロトポルフィリンＩＸモノ−ｔ−ブチルエステルは位置異性体の混合物を用いたが、その後得られる式１２で表わす化合物、式１３で表わす化合物、式（ＩＶ−１）で表わす化合物は、スキーム１３において示したプロトポルフィリンＩＸモノ−ｔ−ブチルエステルと結合した場合の構造式を示している。【０２２９】
（ｉ）式１０で表わす化合物の製造
式９で表すトリメシン酸クロリド（０．２１ｇ，８．１×１０−４ｍｏｌ）の塩化メチレン溶液（１０ｍＬ）を、Ｎ−Ｂｏｃ−１，２−ビス（アミノエトキシ）エタン（０．８０ｇ，３．２×１０−３ｍｏｌ）およびトリエチルアミン（０．３２ｇ，３．２×１０−３ｍｏｌ）の塩化メチレン溶液（１０ｍＬ）に滴下し、得られた混合物を氷浴で冷やしながら撹拌した。５時間後、その混合物を水で洗浄した。前記混合物から分離した有機層を無水硫酸ナトリウムで脱水し、その後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（溶出液：ＣＨＣｌ３／ＣＨ３ＯＨ＝２０／１，ｖ／ｖ）によって精製し、無色油状液体の化合物１０を得た（０．９１ｇ，３１％）。【０２３０】
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ：8.44 (s, 3H) 5.30 (bs, 3H) 3.66-3.54 (m, 30H) 3.30-3.27 (m, 6H) 1.38 (s, 27H);
ESI-TOF-MS (positive mode) m/z 901.42 (M + H)+, C42H73N6O15について計算値：901.51。【０２３１】
（ｉｉ）式１１で表わす化合物の製造
化合物１０（０．９１ｇ，１．０×１０−３ｍｏｌ）の塩化メチレン溶液（１０ｍＬ）に、トリフルオロ酢酸（５ｍＬ）を加え、得られた混合物を氷浴で冷やしながら撹拌した。７時間後、前記混合物から溶媒を減圧留去し、残渣を最少量のメタノールに溶解させた。前記メタノール溶液へジエチルエーテル（１００ｍＬ）を加え、生じた白色固体を集め、乾燥させることによって化合物１１を得た（０．６３ｇ，９９％）。【０２３２】
1H NMR (400 MHz, D2O)δ： 8.21 (s, 3H) 3.70-3.63 (m, 24H) 3.56 (t, 6H, J = 5.2 Hz) 3.08 (t, 6H, J = 5.2 Hz); 
ESI-TOF-MS (positive mode) m/z 601.36 (M-3TFA--2H+)+, C40H49N6O5について計算値：601.36。【０２３３】
（ｉｉｉ）化合物１２(代表的な構造式は式１２で表わされる)の製造
プロトポルフィリンＩＸモノ−ｔ−ブチルエステル（１００ｍｇ，１．６×１０−４ｍｏｌ）と化合物１１（３５ｍｇ，４．０×１０−５ｍｏｌ）をＤＭＦ（１５ｍＬ）に溶解させ、窒素雰囲気下に置いた。前記溶液へジフェニルリン酸アジド（１７８ｍｇ，６．４×１０−４ｍｏｌ）およびトリエチルアミン（６５ｍｇ，６．４×１０−４ｍｏｌ）を加え、得られた混合物を室温で４時間撹拌した。その後、ジフェニルリン酸アジド（１７８ｍｇ，６．４×１０−４ｍｏｌ）およびトリエチルアミン（６５ｍｇ，６．４×１０−４ｍｏｌ）を加え、前記混合物をさらに２時間撹拌した。前記混合物から溶媒を減圧留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶出液：ＣＨＣｌ３／ＣＨ３ＯＨ＝１５／１，ｖ／ｖ）によって精製した。さらに得られた生成物をサイズ排除クロマトグラフィーによって精製した。得られた生成物を最少量のクロロホルムに溶解させ、前記クロロホルム溶液へヘキサンを加えることによって生成した紫色の沈殿物を回収し、化合物１２を得た（６２ｍｇ，６６％）。【０２３４】
1H NMR (400 MHz, ピリジン-d5) δ： 10.25-9.72 (m, 12H) 9.13 (bs, 3H) 8.90 (s, 3H) 8.52 (bs, 3H) 8.38-8.11 (m, 6H) 6.34-6.05 (m, 12H) 4.51-4.39 (m, 12H) 3.52-3.29 (m, 60H) 3.05-2.95 (m, 12H) 2.51-2.49 (m, 6H) 2.45-2.32 (m, 6H) 1.39 (s, 27H) -4.00 (bs, 6H) （複数の位置異性体が混在するためにピークは複雑に分裂した）;
ESI-TOF-MS (positive mode) m/z 1213.18 (M+H+Na)2+, C141H169N18NaO18について計算値：2426.95; 
UV-vis (DMF) λmax/nm (吸光度) 630 (0.024) 576 (0.032) 540 (0.055) 506 (0.070) 405 (0.873)。【０２３５】
（ｉｖ）化合物１３(代表的な構造式は式１３で表わされる)の製造
蟻酸（１ｍＬ）に溶解させた化合物１２（６２ｍｇ，２．６×１０−５ｍｏｌ）にトリフルオロ酢酸（４ｍＬ）を加え、得られた混合物を室温で６時間撹拌した。その後、前記混合物から溶媒を減圧留去し、得られた残渣を最少量のメタノールに溶解させた。前記メタノール溶液へジエチルエーテルを加えて、生成した紫色固体を回収し、化合物１３を得た（５２ｍｇ，８９％）。【０２３６】
1H NMR (400 MHz, ピリジン-d5) δ： 10.40-9.72 (m, 12H) 9.11 (bs, 3H) 8.89 (s, 3H) 8.58 (bs, 3H) 8.38-8.11 (m, 6H) 6.34-6.06 (m, 12H) 4.52-4.39 (m, 12H) 3.52-3.20 (m, 60H) 3.07-3.01 (m, 12H) 2.57-2.56 (m, 6H) 2.55-2.40 (m, 6H) -4.00 (bs, 6H) （複数の位置異性体が混在するためにピークは複雑に分裂した）;
ESI-TOF-MS (positive mode) m/z 1118.33 (M+2H)2+, C129H146N18O18について計算値：2236.65; 
UV-vis (DMF) λmax/nm (吸光度) 631 (0.034) 577 (0.047) 541 (0.071) 507 (0.091) 404 (0.944)。【０２３７】
（ｖ）化合物（ＩＶ−１）(代表的な構造式は式（ＩＶ−１）で表わされる)の製造
化合物１３、塩化鉄・ｎ水和物（２００ｍｇ）および炭酸水素ナトリウム（２０ｍｇ）を窒素下にてクロロホルムとメタノールの混合液（クロロホルム：メタノール＝１０：１、２０ｍＬ）に溶解し、得られた混合物を加熱還流した。４時間後、前記混合物から溶媒を減圧留去し、残渣をクロロホルムとメタノールの混合液（クロロホルム：メタノール＝２：１）に溶解させ、その溶液を０．０５Ｍの塩酸水溶液で洗浄した。得られた有機層を無水硫酸ナトリウムで脱水後、溶媒を減圧留去した。得られた残渣を最少量のメタノールに溶解させ、前記メタノール溶液へジエチルエーテルを加えて生成した紫色固体を回収した。得られた固体を水で洗浄後、よく乾燥させることによって化合物（ＩＶ−１）を得た（４７ｍｇ，８２％）。【０２３８】
ESI-TOF-MS (positive mode) m/z 1208.42 (M-3Cl-2H+Na)2+, C129H136Fe3N18NaO18について計算値：2417.10; 
FAB-MS (positive mode, m-ニトロベンジルアルコール・マトリックス) m/z 2394.19 (M-3Cl-2H)+, C129H136Fe3N18O18について計算値：2394.11; 
UV-vis (DMF) λmax/nm (吸光度) 595 (0.093) 571 (0.11) 397 (0.99)。【０２３９】
（２）トライアドとタンパク質モノマーとからのアセンブリの製造
タンパク質モノマー（ＩＩ−２）と化合物（ＩＶ−１）（トライアド）とを４０：１のモル比で混合して製造した。具体的には、０．０５Ｍトリス−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ７．３）に溶解したタンパク質モノマー（ＩＩ−２）の溶液（４．０×１０−４ｍｏｌ／ｌ，１０μＬ、４．０×１０−３μｍｏｌ）に、ＤＭＳＯ：水＝１：１の混合溶液に溶解した化合物（ＩＶ−１）（トライアド）の溶液（１．０×１０−４ｍｏｌ／ｌ，１μＬ、１×１０−４μｍｏｌ）を加え、４℃で一晩静置し、調製した。
【実施例７】
【０２４０】
タンパク質モノマー（ＩＩ−２）と化合物（ＩＶ−１）（トライアド）とを１：１のモル比で混合して製造した。具体的には、
０．０５Ｍトリス−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ７．３）に溶解したタンパク質モノマー（ＩＩ−２）の溶液（４．０×１０ー４ｍｏｌ／ｌ，１０μＬ、４．０×１０−３μｍｏｌ）に、ＤＭＳＯ：水＝１：１の混合溶液に溶解した化合物（ＩＶ−１）（トライアド）の溶液（４．０×１０−３ｍｏｌ／ｌ，１μＬ、４×１０−３μｍｏｌ）を加え、４℃で一晩静置し、調製した。
【実施例８】
【０２４１】
タンパク質モノマー（ＩＩ−２）と化合物（ＩＶ−１）（トライアド）とを１０：１のモル比で混合して製造した。具体的には、０．０５Ｍトリス−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ７．３）に溶解したタンパク質モノマー（ＩＩ−２）の溶液（４．０×１０−４ｍｏｌ／ｌ，１０μＬ、４．０×１０−３μｍｏｌ）に、ＤＭＳＯ：水＝１：１の混合溶液に溶解した化合物（ＩＶ−１）（トライアド）の溶液（４．０×１０−４ｍｏｌ／ｌ，１μＬ、４×１０−４μｍｏｌ）を加え、４℃で一晩静置し、調製した。
【実施例９】
【０２４２】
タンパク質モノマー（ＩＩ−２）と化合物（ＩＶ−１）（トライアド）とを１００：１のモル比で混合して製造した。具体的には、０．０５Ｍトリス−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ７．３）に溶解したタンパク質モノマー（ＩＩ−２）の溶液（４．０×１０−４ｍｏｌ／ｌ，１０μＬ、４．０×１０−３μｍｏｌ）に、ＤＭＳＯ：水＝１：１の混合溶液に溶解した化合物（ＩＶ−１）（トライアド）の溶液（４．０×１０−５ｍｏｌ／ｌ，１μＬ、４．０×１０−５μｍｏｌ）を加え、４℃で一晩静置し、調製した。【０２４３】
［原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）測定］
ＡＦＭ測定に用いたサンプルは以下のように調製した。高配向性焼結グラファイト（ＨＯＰＧ）基板の表面を壁開し、その壁開面を実施例６で得たアセンブリの水溶液（約１０−８Ｍ、０．０５Ｍトリス緩衝液中、ｐＨ７．３）に数秒間浸漬した。基板を溶液から引き上げた後、水でよく洗浄し、室温にて塩化カルシウムの入ったデシケーター内にてよく乾燥させた後、ＡＦＭ測定装置にセットした。測定はタッピングモードで行い、スキャン速度は２Ｈｚ、探針には曲率半径が約１０ｎｍのシリコン単結晶を用いた。実施例６で得たアセンブリのＡＦＭイメージを図６に示した。【０２４４】
図６の（ａ）では、タンパク質モノマー（ＩＩ−２）と化合物（ＩＶ−１）（トライアド）をモル比４０：１で混合して得られたアセンブリのＡＦＭイメージを示す。図６の（ｂ）は、図６の（ａ）の拡大図である。図６の（ｃ）は、図（ｂ）中の灰色の線に沿って解析した断面プロファイルを示す。断面プロファイルによれば、このアセンブリは、約４ｎｍの厚みを有する。この高さ情報から、このアセンブリは、タンパク質１つ分の高さ（２．５〜５．０ｎｍ）を有するナノシートであることが確認できた。【０２４５】
実施例７で得たアセンブリのＡＦＭイメージを図７に、実施例８で得たアセンブリのＡＦＭイメージを図８に、実施例９で得たアセンブリのＡＦＭイメージを図９に示す。化合物（ＩＶ−１）（トライアド）のＡＦＭイメージを図１０に示す。【０２４６】
図１０から、化合物（ＩＶ−１）のみの場合、観測されるのはドット状の物体のみが確認できた。これらは化合物（ＩＶ−１）の凝集体であると推測する。図７から、実施例７で得られたアセンブリの場合、ロッド状の物体が確認できた。これらの物体は高さが１ｎｍに満たないことから、タンパク質の変性物が凝集したものと推測される。図８から、実施例８で得られたアセンブリの場合、実施例６で得られたアセンブリと比較して、局所的に密なネットワークが形成されることが確認できた。図９から、実施例９で得られたアセンブリの場合、実施例６で得られたアセンブリより全体的に疎なネットワークが形成されることが確認できた。図９の(ｂ)は、図９（ａ）中の灰色の線に沿って解析した断面プロファイルである。断面プロファイルによれば、このアセンブリは、約４ｎｍの厚みを有する。この高さ情報から、このアセンブリは、タンパク質１つ分の高さ（２．５〜５．０ｎｍ）を有するナノシートであることが確認できた。図９（ｃ）は、図９（ａ）の一部を拡大し、３Ｄ表記したものである。図９（ｃ）から、アセンブリのタンパク質の鎖が枝分かれする様子が確認できる。
【実施例１０】
【０２４７】
（１）式１１（２）で示す化合物の製造
式１１（２）で示す化合物は、以下のスキーム１４に従い製造した。詳細には、式４（２）で示す化合物は、実施例２の式４（２）で示す化合物の製造と同様にして行った。また、式１５（２）で示す化合物は、実施例２の式１（２）で示す化合物の製造と同様にして行った。【０２４８】
【化４７】
2009113551.tif 000048
【０２４９】
化合物３（２）：収率４０％
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 10.44-10.10 (4H, m), 8.45 (2H, d), 7.91 (1H, s), 6.47 (2H, d), 6.20 (2H, d), 4.51-4.38 (4H, m), 3.66 (6H, s), 3.57 (6H, s), 3.42-3.10 (2H, m), 2.90-2.81 (2H, m), 1.28 (9H,s), 1.24 (9H, s), −3.27 (2H, s); 
ESI-TOF-MS (positive mode) m/z 761.38 [M+H]+ C45H56N6O5について計算値；761.44。【０２５０】
化合物４（２）：収率95%
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 10.44-10.23 (4H, m), 8.57 (2H, d), 8.06 (1H, s), 7.87-7.58 (3H, br), 6.46 (2H, d), 6.24 (2H, d), 4.33(4H, s), 3.76 (6H, s), 3.65 (6H, s), 3.26-3.07 (2H, m), 2.80-2.61 (2H, m)，−3.87  (2H, s);
ESI-TOF-MS (positive mode) m/z 605.32 [M+H]+ C36H41N6O3について計算値：605.75。【０２５１】
化合物１５（２）：
窒素雰囲気下、氷浴中の二口フラスコ（３０ｍＬ）中で、化合物４（２）（６０．０ｍｇ，０．０９９０ｍｍｏｌ）を混合溶媒（飽和炭酸水素ナトリウム：アセトン（体積比）＝１：２、５ｍＬ）に溶解させた。そこに同じ混合溶媒中に溶解させたＮ−（メトキシカルボニル）マレイミド（HELVETICA CHIMICA ACTA,第58巻, pp.531-541 (1975年)を参考にして製造した）（２７．０ｍｇ，０．１７０ｍｍｏｌ）溶液（２ｍＬ）を加えて、その後０℃で２時間撹拌した。次いでその混合物へ水（３０ｍＬ）を加えて希釈し、さらに１時間撹拌した。１Ｍ塩酸でその混合物をｐＨ４に調整して、その後、混合物からクロロホルムで抽出した。得られた有機相をｐＨ４のクエン酸水溶液、飽和食塩水で順次洗浄し、その後硫酸ナトリウムで乾燥した。有機相から溶媒を減圧留去し、得られた残渣をシリカゲルカラム（クロロホルム／メタノール＝５／１，ｖ／ｖ）によって精製して標題の化合物を得た（２０．０ｍｇ，３１％）。【０２５２】
1H-NMR (400 MHz,DMSO-d6) δ 10.32-10.12 (4H, m), 8.46 (2H, d), 8.14-8.09 (1H, br), 6.87 (2H, d), 6.40 (2H, d), 6.21 (2H, d), 4.37-4.29 (2H, m), 4.29-4.22 (2H, m), 3.77 (6H, s), 3.59 (6H, s), 3.28-3.16(2H, m), 2.99-2.88 (2H, m), −4.05 (2H, s).
ESI-TOF-MS (positive mode) m/z 685.24 [M+H]+ C40H40N6O5について計算値：685.31。【０２５３】
式１１（２）：
ナスフラスコ（３０ｍＬ）中に化合物１５（２）（２１．０ｍｇ，０．０３０７ｍｍｏｌ）のＤＭＦ（６ｍＬ）溶液をいれ、それを４０℃に昇温した後、酢酸亜鉛（２４．２ｍｇ，０．１３２ｍｍｏｌ）を加えて混合物を５時間撹拌した。混合物から溶媒を減圧留去した後に得られた残渣をクロロホルムに溶解し、そのクロロホルム溶液を飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した。その後、クロロホルム溶液から溶媒を減圧留去して、得られた残渣を真空乾燥することで標題化合物を得た（２０．０ｍｇ，９０％）。【０２５４】
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 10.30-10.09 (4H, m), 8.76-8.54 (2H, m), 7.43-7.411H, br), 6.98 (2H, d), 4.40-4.33 (2H, m), 4.32-4.25 (2H, m), 3.76-3.68 (6H, m), 3.62-3.53 (6H, m), 3.30-3.18 (2H, m), 3.09-2.98 (2H, m).
ESI-TOF-MS (positive mode) m/z 747.12 [M+H]+ C40H38N6O5Zn について計算値：747.22。
UV-Vis (DMF) λmax/ nm (吸収) 419(0.787), 547(0.0569), 584 (0.0581)。【０２５５】
（２）タンパク質モノマーおよびそのモノマーをモノマー単位とするタンパク質ポリマーの製造（スキーム１５参照）【０２５６】
【化４８】
2009113551.tif 000049
【０２５７】
前記式（Ｖ−１）
【化４９】
2009113551.tif 000050
については前記と同様。      
【０２５８】
実施例１（２）において発現したＨ６３Ｃのストック溶液（２００μＬ，１０ｍＭトリス−ＨＣｌ緩衝液中濃度３．１１×１０−３Ｍ、ｐＨ７．３）と１０ｍＭジチオトレイトール溶液（１０ｍＭ Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ７．３）、２．８ｍＬ）とを混合し、含まれるシトクロムｂ５６２（Ｈ６３Ｃ）の酸化体を還元した。この反応溶液を複数回、限外濾過処理し、大過剰のジチオトレイトールを除去後、脱塩カラム（ＨｉＴｒａｐ  ｄｅｓａｌｔｉｎｇ、５ｍＬ、ＧＥヘルスケア製）により脱塩を施して、還元体シトクロムｂ５６２（Ｈ６３Ｃ）の溶液を得た。この還元体シトクロムｂ５６２（Ｈ６３Ｃ）溶液（１．６ｍＬ）へ１０ｍＭ  Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ（ｐＨ７．３、１．８ｍＬ）緩衝液を加えて希釈した後、化合物１５（２）のＤＭＳＯ溶液（４．７１×１０−６ｍｏｌ、０．６ｍＬ）を徐々に加えて、遮光下、得られた混合物を室温にて４時間撹拌した。反応溶液中の過剰の化合物１５（２）を２−ブタノンによって抽出して除き、化合物１５（２）とＨ６３Ｃ（Ｖ−１）との結合体である化合物１６（２）を得た。【０２５９】
ＵＶ(１０ｍＭ ｐＨ７．３ トリス−ＨＣｌ緩衝液）λmax／ｎｍ（吸収）３７３（０．７２５）４１７（０．８０３）５２３（０．１５０）５６７（０．１１２）６３１（０．０４７０）６７０（０．０４２４）。【０２６０】
化合物１６（２）溶液（４．４５×１０−６ｍｏｌ，４．１ｍＬ）にヒスチジン（１３ｍｇ）を加えた後、０．１Ｍの塩酸を滴下し、その溶液のｐＨを２に調整した。遊離したヘムをブタノンで抽出し、その抽出液に対してＴｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液（１０ｍＭ、ｐＨ７．３）による透析を９０分間、３回行い、化合物１７（２）（アポ体）を得た。【０２６１】
化合物１７（２）（アポ体）溶液（１．０４×１０−３Ｍ、２ｍＬ、１０ｍＭ  Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液、ｐＨ７．３）に、酢酸亜鉛（３８．１ｍｇ、１．０４×１０−５ｍｏｌ、１００当量）を加え、得られた混合物を４０℃で４時間撹拌した。室温まで放冷後、反応溶液に対して１０ｍＭ Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ７．３）で９０分間、３回の透析処理を行い、過剰の酢酸亜鉛を除いて、粗生成物を得た。その生成物に対して脱塩処理（ＨｉＴｒａｐ  ｄｅｓａｌｔｉｎｇ、５ｍＬ、ＧＥヘルスケア）を行い、残存する亜鉛などの塩を除去した。次に、その生成物を陰イオン交換カラム（ＨｉＴｒａｐ  Ｑ  ＦＦ、５ｍＬ、ＧＥヘルスケア）を用いて精製し、タンパク質モノマー（ＩＩ−６）を得た（１．７８×１０−７ｍｏｌ，８．９１×１０−５Ｍ，収率８．５％）。生成物のＵＶ−Ｖｉｓスペクトル測定をおこなったところ、４１７，５２３，５６７ｎｍに亜鉛プロトポルフィリンに特徴的な吸収があることから、亜鉛プロトポルフィリンが結合していることが確認できた。【０２６２】
ＵＶ−Ｖｉｓ（１０ｍＭ ｐＨ７．３ トリス−ＨＣｌ緩衝液）λmax／ｎｍ（吸収）４１７（０．０６３７）５２３（０．００８８０）５６７（０．００８５０）。【０２６３】
タンパク質モノマー（ＩＩ−６）溶液を濃縮した後、遠心分離（８０００ｒｐｍ，１０分間，４℃）と濾過により溶液中の沈殿を除去し、上澄みのタンパク質ポリマー（ＩＩＩ−６）を得た。【０２６４】
前記タンパク質ポリマー（ＩＩＩ−６）は、式（ＩＩＩ−１６）のランダムコポリマー構造であると推測できる。【０２６５】
【化５０】
2009113551.tif 000051
【０２６６】
前記式中、Ｘ’は、ヘムタンパク質の変異体中のＸ’を意味し、前記ヘムタンパク質の変異体は式（Ｖ−１）で表わされる。
【実施例１１】
【０２６７】
（１）ヘミン修飾金電極（Ａ）の作製
金電極（金蒸着ガラス電極）の作製は、以下のように行った。
ガラス電極（松浪硝子工業ｓ３３９９Ｘ５  ＢＫ−７１  縁磨  １３×３６  ｔ０．７両面研摩）を５Ｍ水酸化カリウム水溶液に１２時間浸漬し、続いて、２０分間の超音波洗浄を施した。このガラス電極を超純水、次いでエタノールで洗浄し、乾燥した。蒸着に用いる金線を濃硫酸と過酸化水素の混合溶液（濃硫酸／過酸化水素＝３／１）に３分間浸漬後、超純水、次いでエタノールで洗浄し、乾燥した。蒸着装置内に洗浄した金線、クロム粉末およびガラス電極を配置し、真空下２６０℃にてクロム粉末に電圧を印加してガラス電極表面に蒸着させ、次いで、金線に電圧を印加してクロム膜上に金薄膜蒸着させた。蒸着装置を大気圧、室温条件化に戻して、金電極（金蒸着ガラス電極）を取り出した。【０２６８】
次に、A. Dasらの方法（A. Das et al. / Biophysical Chemistry, 2006, 123, 102-112.）に基づいて、金電極へのヘムの修飾を行った（スキーム１６参照）。【０２６９】
【化５１】
2009113551.tif 000052
【０２７０】
具体的には、まず、−１．２Ｖの電位をかけて金電極を洗浄した。次に、３−メルカプトプロピオン酸／３，３’−ジチオビス（プロピオン酸スクシンイミジル）の濃度比を１００ｍＭ／１.００ｍＭに調整したジメチルスルホキシド溶液（５００μＬ）に、前記金電極を室温にて１．５時間浸漬した。その後、金電極表面をジメチルスルホキシド、次いで超純水の順で洗浄した。次に、金電極を１，１２−ジアミノドデカン溶液（２０ｍＭ、溶媒は９５％エタノールおよび５％水の混合液、５００μＬ）に室温で４時間浸漬させ、その後、ジメチルスルホキシド、ついで超純水の順で金電極表面を洗浄した。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（３００ｍＭ水溶液、２５μＬ）とトリエチルアミン水溶液（３００ｍＭ、２５μＬ）の混合溶液に金電極を浸漬させ、その後、さらにジメチルスルホキシドに溶解したヘミン（１０ｍＭ溶液、５０μＬ）を加えて４℃にて一晩浸漬後し、金電極表面におけるカップリング反応による修飾を行った。次いで金電極を超純水で洗浄し、ヘミン修飾金電極を得た。【０２７１】
（２）タンパク質モノマー修飾金電極（Ｂ）の作製
（１）で得たへミン修飾金電極（Ａ）をアポ化したシトクロムｂ５６２（野生型、５０μＬ、１０ｍＭ、ｐＨ７．０リン酸緩衝溶液）中に４℃で１８時間浸漬した。ＭＯＰＳ緩衝液（１００ｍＭ、ｐＨ７．０）でその電極を洗浄し、タンパク質モノマー修飾金電極（Ｂ）を得た（スキーム１７参照）。【０２７２】
【化５２】
2009113551.tif 000053
【０２７３】
（３）タンパク質ポリマー修飾金電極（Ｃ）の作製
（１）で得たへミン修飾金電極（Ａ）をアポ化したタンパク質ポリマー（ＩＩ−２）（実施例２で製造、５０μＬ、１０ｍＭ、ｐＨ７．０リン酸緩衝溶液）中に４℃で１８時間浸漬した。ＭＯＰＳ緩衝液（１００ｍＭ、ｐＨ７．０）でその電極を洗浄し、タンパク質ポリマー修飾金電極（Ｃ）を得た（スキーム１８参照）。【０２７４】
【化５３】
2009113551.tif 000054
【０２７５】
（４）ヘミン修飾金電極（Ｄ）の作製
１，１２−ジアミノドデカンの代わりに１，６−ジアミノヘキサンを用いた以外は、実施例１１（１）と同様にしてヘミン修飾電極（Ｄ）を得た。【０２７６】
（５）タンパク質ポリマー修飾金電極（Ｅ）の作製
（１）で得たヘミン修飾金電極（Ａ）の変わりに（４）で得たヘミン修飾金電極（Ｄ）を用いた以外は、実施例１１（３）と同様にしてタンパク質ポリマー修飾金電極（Ｅ）を得た。【０２７７】
（ｉ）電気化学測定
電気化学測定は、ＡＬＳ／ＣＨ Instruments electrochemical Analyzer（Model ６１０Ｂ）を用いて行った。【０２７８】
へミン修飾金電極（Ａ）、タンパク質モノマー修飾金電極（Ｂ）またはタンパク質ポリマー修飾金電極（Ｃ）をセルに装着し、これらの電極がＭＯＰＳ緩衝液（１００ｍＭ、ｐＨ７．０）中に浸るまでＭＯＰＳ緩衝溶液をセルに加えた。セル中の緩衝液を３０分間アルゴンを通じて脱気し、へミン修飾金電極（Ａ）、タンパク質モノマー修飾金電極（Ｂ）、タンパク質ポリマー修飾金電極（Ｃ）、へミン修飾金電極（Ｄ）、またはタンパク質ポリマー修飾金電極（Ｅ）のサイクリックボルタンメトリーおよびインピーダンス測定を行った。掃引速度０．３０［Ｖ／ｓ］、対電極：白金、参照電極：銀／塩化銀。【０２７９】
（ａ）サイクリックボルタンメトリー
サイクリックボルタンメトリー（掃引速度０．３０（Ｖ／ｓ）、対電極は白金、参照電極は銀／塩化銀）の結果、へミン修飾金電極（Ａ）、タンパク質モノマー修飾金電極（Ｂ）、およびタンパク質ポリマー修飾金電極（Ｃ）のＥ１／２はおよそ―０．３０［Ｖ］（ｖｓ銀／塩化銀）であり、ヘム由来の酸化還元応答が観測された。へミン修飾金電極（Ａ）、タンパク質モノマー修飾金電極（Ｂ）およびタンパク質ポリマー修飾金電極（Ｃ）のサイクリックボルタモグラムは、図１１（ａ）、図１１（ｂ）および図１１（ｃ）にそれぞれ示す。タンパク質ポリマー修飾金電極（Ｃ）における酸化及び還元応答はファラディックな電流の量が減少し、ノンファラディックな電流値が増加しており、このことにより、基板がヘムタンパク質で修飾されたことが確認できた。【０２８０】
（ｂ）掃引速度とピーク電流値の相関
へミン修飾金電極（Ａ）、タンパク質モノマー修飾金電極（Ｂ）、タンパク質ポリマー修飾金電極（Ｃ）、へミン修飾金電極（Ｄ）、およびタンパク質ポリマー修飾金電極（Ｅ）において掃引速度に対する還元ピーク電流値をプロットしたところ、いずれの場合にも直線関係が得られた。へミン修飾金電極（Ａ）、タンパク質モノマー修飾金電極（Ｂ）、タンパク質ポリマー修飾金電極（Ｃ）、へミン修飾金電極（Ｄ）、およびタンパク質ポリマー修飾金電極（Ｅ）について得られた掃引速度を変えたサイクリックボルタモグラムは、図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図１２（ｃ）、図１２（ｄ）および図１２（ｅ）にそれぞれ示す。また、へミン修飾金電極（Ａ）、タンパク質モノマー修飾金電極（Ｂ）、タンパク質ポリマー修飾金電極（Ｃ）、へミン修飾金電極（Ｄ）、およびタンパク質ポリマー修飾金電極（Ｅ）について得られたピーク電流のプロットは、図１３（ａ）、図１３（ｂ）、図１３（ｃ）、図１３（ｄ）および図１３（ｅ）にそれぞれ示す。図１２および図１３から、この掃引速度と電流値との間に比例関係が存在することは、表面吸着種の電気化学応答が存在することを示す。したがってへミン修飾金電極（Ａ）、タンパク質モノマー修飾金電極（Ｂ）、タンパク質ポリマー修飾金電極（Ｃ）、へミン修飾金電極（Ｄ）、およびタンパク質ポリマー修飾金電極（Ｅ）上にはヘム分子、シトクロムｂ５６２、タンパク質ポリマー、ヘム分子、タンパク質ポリマーによりそれぞれ修飾されていることが確認された。【０２８１】
（ｃ）表面修飾率の算出
吸着系の場合、サイクリックボルタモグラムの電流ピーク面積から電気量を算出することができるので、電気量Ｑ＝ｎＦｘ（ｎ：反応に要する電子数、Ｆ：ファラデー定数、ｘ：電極表面上に修飾されている物質のモル数）である。この式を用い、表面吸着種の分子量ならびに表面被覆率を算出した。へミン修飾金電極（Ａ）において反応で消費された電気量は１．６６×１０−６［ｍｏｌ・ｍ−２］であり、ヘミン１分子の平面の大きさを１０［Å］×１０［Å］としたときの表面被覆率は３％と算出された。これは電極作製のはじめの段階で３−メルカプトプロピオン酸／３，３’−ジチオビス（プロピオン酸スクシンイミジル）の濃度比を１００ｍＭ／１ｍＭに調整して浸漬したことと良い相関を示しており、ヘミン修飾金電極（Ａ）においてほぼ定量的な表面修飾に成功していることが確認できた。【０２８２】
（ｄ）微分パルスボルタンメトリー（ＤＰＶ）
ＤＰＶは一定速度で増大する直流電圧に一定周期毎に一定パルス電圧を印加する方法であり、高い分解能のピークを得ることができる測定法である。へミン修飾金電極（Ａ）、タンパク質モノマー修飾金電極（Ｂ）、タンパク質ポリマー修飾金電極（Ｃ）、へミン修飾金電極（Ｄ）、およびタンパク質ポリマー修飾金電極（Ｅ）のそれぞれのＤＰＶを測定した。へミン修飾金電極（Ａ）、タンパク質モノマー修飾金電極（Ｂ）、タンパク質ポリマー修飾金電極（Ｃ）、へミン修飾金電極（Ｄ）、およびタンパク質ポリマー修飾金電極（Ｅ）について得られた結果を図１４（ａ）、図１４（ｂ）、図１４（ｃ）、図１４（ｄ）および図１４（ｅ）にそれぞれ示す。図１４から、へミン修飾金電極（Ａ）、タンパク質モノマー修飾金電極（Ｂ）、タンパク質ポリマー修飾金電極（Ｃ）の酸化ピーク電位および還元ピーク電位はいずれもＥ＝−０．３１［Ｖ］付近であり、へミン修飾金電極（Ｄ）、およびタンパク質ポリマー修飾金電極（Ｅ）は、それぞれ―０．３０、−０．３４［Ｖ］であり、酸化還元電位がほぼ一致することが明らかである。これらのことから、ヘム分子、シトクロムｂ５６２、タンパク質ポリマーにより金電極がそれぞれ修飾されていることが確認された。【０２８３】
（ｅ）インピーダンス測定
交流電圧をかけたときに抵抗部分とコンデンサー部分にかかっている電圧の位相がずれることを利用した交流インピーダンス測定により、系中を電気回路に見立てることで電極の抵抗値を測定できる。横軸を実数の、縦軸を虚数のインピーダンスとしたとき、交流電圧の周波数を変化させると抵抗とコンデンサーの並列回路に特徴的な半円が現れ、その半円の直径を電荷移動抵抗と呼び、表面に物質が積層され膜厚が大きくなると電化移動抵抗は増大する。へミン修飾金電極（Ａ）、タンパク質モノマー修飾金電極（Ｂ）およびタンパク質ポリマー修飾金電極（Ｃ）のそれぞれの抵抗値は、４．０×１０３Ω、１．０×１０４Ω、および２．２×１０４Ωであった（図１５参照）。抵抗値の大きさ関係が電極（Ａ）＜電極（Ｂ）＜電極（Ｃ）であり、特に電極（Ｃ）において抵抗値が大きく増加したことから、タンパク質ポリマーにより金電極が修飾できていることが確認できた。【０２８４】
［インピーダンス測定条件］
１００ｍＭの塩化カリウム＋５ｍＭのＫ３Ｆｅ（ＣＮ）６／Ｋ４Ｆｅ（ＣＮ）６水溶液中においてインピーダンス測定をおこなった。
掃引速度：０．３０［Ｖ／ｓ］
対電極：白金
参照電極：銀／塩化銀
交流電圧範囲：−０．２±０．０１［Ｖ］（ｖｓ銀／塩化銀）
周波数；１０００００〜０．１［Ｈｚ］
【産業上の利用可能性】
【０２８５】
本発明のタンパク質ポリマーは、酵素の集合体として用いることも可能である。
【配列表フリーテキスト】
【０２８６】
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）
【図１ａ】
2009113551.tif 000064
【図１ｂ】
2009113551.tif 000065
【図１ｃ】
2009113551.tif 000066
【図１ｄ】
2009113551.tif 000067
【図１ｅ】
2009113551.tif 000068
【図１ｆ】
2009113551.tif 000069
【図２ａ】
2009113551.tif 000070
【図２ｂ】
2009113551.tif 000071
【図２ｃ】
2009113551.tif 000072
【図３】
2009113551.tif 000073
【図１１（ａ）】
2009113551.tif 000074
【図１１（ｂ）】
2009113551.tif 000075
【図１１（ｃ）】
2009113551.tif 000076
【図１２（ａ）】
2009113551.tif 000077
【図１２（ｂ）】
2009113551.tif 000078
【図１２（ｄ）】
2009113551.tif 000079
【図１２（ｅ）】
2009113551.tif 000080
【図１３（ａ）】
2009113551.tif 000081
【図１３（ｂ）】
2009113551.tif 000082
【図１３（ｃ）】
2009113551.tif 000083
【図１３（ｄ）】
2009113551.tif 000084
【図１３（ｅ）】
2009113551.tif 000085
【図１４（ａ）】
2009113551.tif 000086
【図１４（ｂ）】
2009113551.tif 000087
【図１４（ｃ）】
2009113551.tif 000088
【図１４（ｄ）】
2009113551.tif 000089
【図１４（ｅ）】
2009113551.tif 000090
【図１５】
2009113551.tif 000091
【図４ａ】
2009113551.tif 000092
【図４ｂ】
2009113551.tif 000093
【図４ｃ】
2009113551.tif 000094
【図４ｄ】
2009113551.tif 000095
【図５】
2009113551.tif 000096
【図６】
2009113551.tif 000097
【図７】
2009113551.tif 000098
【図８】
2009113551.tif 000099
【図９】
2009113551.tif 000100
【図１０】
2009113551.tif 000101
【図１２（ｃ）】
2009113551.tif 000102
【配列表】
2009113551000001.app
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月19日(2009.11.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（Ｉ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩。
【化１】
2009113551.tif 000103
前記式（Ｉ）中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基、ハロゲン原子で置換された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−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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、
Ｍは、Ｆｅ、ＺｎおよびＣｏからなる群から選択され、
Ｘは、ヘムタンパク質の変異体中のＸを意味し、前記ヘムタンパク質の変異体は式（Ｖ）で表わされ、
【化２】
2009113551.tif 000104
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、ヘムを意味する。
【請求項２】
一般式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩。
【化３】
2009113551.tif 000105
前記式（ＩＩ）中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基、ハロゲン原子で置換された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−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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、
Ｍは、Ｆｅ、ＺｎおよびＣｏからなる群から選択され、
Ｘは、ヘムタンパク質の変異体中のＸを意味し、前記ヘムタンパク質の変異体は式（Ｖ）で表わされ、
【化４】
2009113551.tif 000106
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、ヘムを意味する。
【請求項３】
請求項２に記載の一般式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩をモノマー単位とするタンパク質ポリマーまたはその塩。
【請求項４】
前記タンパク質ポリマーが、一般式（ＩＩＩ）で表わされるランダムなタンパク質ポリマーである請求項４に記載のタンパク質ポリマーまたはその塩。
【化５】
2009113551.tif 000107
前記式（ＩＩＩ）中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基、ハロゲン原子で置換された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−（ＣＨ２）ｎ１−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−、−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−または−（ＣＨ２）ｎ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ４−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、
Ｍは、Ｆｅ、ＺｎおよびＣｏからなる群から選択され、
Ｘは、ヘムタンパク質の変異体中のＸを意味し、前記ヘムタンパク質の変異体は式（Ｖ）で表わされ、
【化６】
2009113551.tif 000108
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、ヘムを意味する。
【請求項５】
請求項３に記載のタンパク質ポリマーまたはその塩の製造方法であって、
請求項２に記載のタンパク質モノマーまたはその塩を中性条件下で処理することにより、請求項３に記載のタンパク質ポリマーまたはその塩を得る製造方法。
【請求項６】
一般式（ＩＶ）で表わされるトライアドまたはその塩と、請求項２に記載の一般式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩とを含むタンパク質アセンブリまたはその塩。
【化７】
2009113551.tif 000109
前記式（ＩＶ）中、
Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、およびＲ３４は、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基、ハロゲン原子で置換された低級アルキル基または低級アルケニル基を意味し、
Ｍ１、Ｍ２およびＭ３は、それぞれ独立して、Ｆｅ、ＺｎおよびＣｏからなる群から選択され、
Ｚ１、Ｚ２およびＺ３は、それぞれ独立して、式−（ＣＨ２）ｍ１−、−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−、−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ３−または−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ４−で表わされる基であり、ここでｍ１、ｍ２、ｍ３およびｍ４は、それぞれ独立して１〜２０の整数を意味する。
【請求項７】
請求項６に記載のタンパク質アセンブリまたはその塩の製造方法であって、
一般式（ＩＶ）で表わされるトライアドまたはその塩と、請求項２に記載の一般式（ＩＩ）で表わされるタンパク質モノマーまたはその塩とを、中性条件下で処理することにより、請求項６に記載のタンパク質アセンブリまたはその塩を得る製造方法。
【化８】
2009113551.tif 000110
前記式（ＩＶ）中、
Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３，Ｒ１４、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、およびＲ３４は、それぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基、ハロゲン原子で置換された低級アルキル基または低級アルケニル基を意味し、
Ｍ１、Ｍ２およびＭ３は、それぞれ独立して、Ｆｅ、ＺｎおよびＣｏからなる群から選択され、
Ｚ１、Ｚ２およびＺ３は、それぞれ独立して、式−（ＣＨ２）ｍ１−、−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−、−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ３−または−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ３−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ４−で表わされる基であり、ここでｍ１、ｍ２、ｍ３およびｍ４は、それぞれ独立して１〜２０の整数を意味する。
【請求項８】
請求項６に記載のタンパク質アセンブリまたはその塩を含むナノシート。
【請求項９】
タンパク質モノマー、タンパク質モノマーの塩、タンパク質ポリマー、タンパク質ポリマーの塩、タンパク質アセンブリおよびタンパク質アセンブリの塩からなる群から選択される１以上を含むデバイスであって、
前記タンパク質モノマーまたはタンパク質モノマーの塩が、請求項１に記載のタンパク質モノマーもしくはその塩、または請求項２に記載のタンパク質モノマーもしくはその塩であり、
前記タンパク質ポリマーまたはタンパク質ポリマーの塩が、請求項３に記載のタンパク質ポリマーもしくはその塩、または請求項４に記載のタンパク質ポリマーもしくはその塩であり、
前記タンパク質アセンブリまたはタンパク質アセンブリの塩が、請求項６に記載のタンパク質アセンブリまたはタンパク質アセンブリの塩であるデバイス。
【請求項１０】
タンパク質モノマー、タンパク質モノマーの塩、タンパク質ポリマーおよびタンパク質ポリマーの塩からなる群から選択される１以上で修飾された基板であって、
前記タンパク質モノマーまたはタンパク質モノマーの塩が、ＭはＦｅである請求項２に記載のタンパク質モノマーもしくはその塩であり、
前記タンパク質ポリマーまたはタンパク質ポリマーの塩が、ＭはＦｅである請求項３に記載のタンパク質ポリマーもしくはその塩、またはＭはＦｅである請求項４に記載のタンパク質ポリマーもしくはその塩である基板。
【国際調査報告】
2009113551.tif 000111
2009113551.tif 000112
2009113551.tif 000113
2009113551.tif 000114
2009113551.tif 000115