ファージディスプレイ法を用いた機能性分子複合型ハイドロキシアパタイトの創製

• Project/Area Number: 17700386
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biomedical engineering/Biological material science
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 松野 寿生 東京大学, 駒場オープンラボラトリー, 助手 (50376696)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2006: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2005: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
• Keywords: ハイドロキシアパタイト粒子 / ペプチド / ファージディスプレイ法 / 特異的相互作用

Research Abstract

本年度は、昨年度に引き続きハイドロキシアパタイトに結合するペプチド配列を探索するために、ファージディスプレイ法を用いたペプチドライブラリーからのアフィニティセレクションを行った。ハイドロキシアパタイトは、焼結法により、形状の異なる2種類(ロッド状・球状)の粒子を調製した。これら2種類のハイドロキシアパタイト粒子それぞれを標的とし、M13バクテリオファージ上に提示されたランダムペプチドライブラリーを作用させ、特異的に結合するペプチドを提示したファージプールに濃縮する操作を行った。ペプチドライブラリーはランダムペプチド鎖長が7残基または12残基の直鎖ライブラリーおよびランダム領域が7残基の環状ライブラリーを主に使用した。濃縮操作では、1)ハイドロキシアパタイトとファージライブラリーのインキュベーション、2)特異性の低いファージの洗浄除去、3)特異性の高いファージの溶出回収、の各段階において、条件(反応時間、反応液量、バッファー種、イオン強度、温度)について検討した。その結果、環状7残基ペプチドライブラリーから、ロッド状粒子に選択的に結合するペプチド配列を3種類、直鎖12残基ライブラリーから球状粒子に強くかつ選択的に結合する配列を2種類同定した。配列間に強い相同性は存在しないが、いずれの配列においても、水酸基を側鎖に有するアミノ酸が顕著に見られた。このことから、各ペプチドは水素結合を主としてハイドロキシアパタイトに結合するが、ペプチドのコンホメーションはそれぞれ異なることが示唆された。ハイドロキシアパタイト結合ペプチドと、他の研究により同定されたビニルポリマー結合ペプチドとの融合ペプチドを調製し、ポリマー薄膜上でハイロドキシアパタイトの集積を試みたところ、調製条件の制御により様々な面密度でハイドロキシアパタイト粒子の集積が可能であることが明らかとなった。