糖・脂質ハイブリッド球状分子による疎水・親水リバーシブル材料設計

• Project/Area Number: 14045234
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 青井 啓悟 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教授 (30222467)
• Project Period (FY): 2002 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2003: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000); Fiscal Year 2002: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
• Keywords: デンドリマー / シュガーボール / ソフトマテリアル / 分子認識 / 糖鎖高分子 / 分子カプセル / 生医学材料 / リサイクル

Research Abstract

本研究は、ナノスケール球状分子表面に疎水性基(脂質)および多重水素結合性基(糖質)を配した全く新しいソフトマテリアルの創出とその動的分子捕捉挙動の解析を目的として行った。糖および脂質は、分子のまわりのミクロ環境に応じてリバーシブルかつ強相関的に、分子の表面と内部に交互に出し入れできる。具体的には、ポリ(アミドアミシ)デンドリマーの表面に、N-アセチル-D-グルコサミンなどの糖と、カプロイル基などの疎水基を導入したデンドリマーの低分子の取り込み挙動を解析し、新しい循環ナノ材料の創出を行った。また、DNAとの複合化挙動についても検討し、タンパク質や細胞の認識など多機能評価を行った。
ベースとなるデンドリマーとして、ラグビーボール型のポリ(L-リシン)-graft-ポリ(アミドアミン)デンドリマーを用いて、糖・脂質ハイブリッドデンドリマーの創出を行った。ラグビーボール型のポリ(L-リシン)-graft-ポリ(アミドアミン)デンドリマーは、ポリリシンのアクリル酸メチルヘのMichael付加反応と、エチレンジアミンとのアミド形成反応により調製した。DNAとの複合化、輸送能力、酵素分解耐性に関する検討を行った。DNAとしては、プラスミドDNA、さけ由来DNA、子牛胸腺由来DNAを用いた。ラグビーポール型とすることによりDNAはより効率よく巻き付き、新しいタイプの動的輸送担体として機能することがわかった。

Research Products

• [Publications] Tanaka, K.: "Aggregation States and Molecular Motion in Amphiphilic Poly(amido amine) Dendrimer Monolayers on Solid Substrates."Langmuir. 19・4. 1196-1202 (2003)
• [Publications] Funayama, K.: "Fast and Slow Dynamics of Water-Soluble Dendrimers Consisting of Amido-Amine Repeating Units by Neutron Spin-Echo."Journal of Physical Chemistry B. 107. 1353-1359 (2003)
• [Publications] Funayama, K.: "Small-Angle Neutron Scattering Investigations of Layer-Block Dendrimers in Aqueous Solutions."Journal of Physical Chemistry B. 107. 1352-1593 (2003)
• [Publications] Imae, T.: "Binding of Poly(amido amine) Dendrimer to Sodium Hyaluronate in Aqueous NaCl solution."Journal of Colloid and Interface Science. 263. 306-311 (2003)
• [Publications] 青井啓悟: "ナノ微粒子としてのデンドリマー"高分子. 52・9. 57-70 (2003)
• [Publications] 青井啓悟: "強相関ソフトマテリアルのバイオリサイクル制御"機能材料. 24・4. 18-23 (2004)
• [Publications] 青井啓悟: "超分子科学-ナノ材料創製に向けて-"化学同人, 中嶋直敏編著. 400 (2004)
• [Publications] Aoi, K.: "Synthesis of a Poly(vinyl alcohol)-Based Graft Copolymer Having Poly(ε-caprolactone) Side Chains by Solution Polymerization"Macromolecular Chemistry and Physics. 203・7. 1018-1028 (2002)
• [Publications] Sato, H.: "Determination of Degree of Substitution in N-Carboxyethylated Chitin Derivatives by Pyrolysis-Gas Chromatography in the Presence of Oxalic Acid"Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 64. 177-185 (2002)
• [Publications] Aoi, K.: "Nano-Scale Molecular Shapes of Water-Soluble Chitin Derivatives Having Monodisperse Poly(2-alkyl-2-oxazoline) Side Chains"Macromolecular Chemistry and Physics. (印刷中). (2003)
• [Publications] Okada, M.: "Biodegradable Polymers Based on Renewable Resources, VI. Synthesis and Biodegradability of Poly(ester carbonate)s Containing 1,4:3,6-Dianhydro-D-glucitol and Sebacic Acid Units"Journal of Applied Polymer Science. 86. 872-880 (2002)
• [Publications] Nomura, N.: "Stereoselective Ring-Opening Polymerization of Racemic Lactide Using Aluminum-Achiral Ligand Complexes : Exploration of a Chain-End Control Mechanism"Journal of the American Chemical Society. 124・21. 5938-5939 (2002)
• [Publications] Sato, H.: "Evaluation of Biodegradation Behavior of Poly(ε-caprolactone) with Controlled Terminal Structure by Pyrolysis-Gas Chromatography and Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Mass Spectrometry"Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. (印刷中).