Alternating peptides-based tough and viscoelastic adhesive materials for healthcare applications
| Project/Area Number |
19F19038
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 35010:Polymer chemistry-related
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
小山 靖人 富山県立大学, 工学部, 教授 (10456262)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
IHSAN ABU 富山県立大学, 工学部, 外国人特別研究員
IHSAN ABU BIN 富山県立大学, 工学部, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | ペプチド交互共重合体 / 定序配列ポリマー / 粘弾性 / 天然模倣材料 / 刺激応答性材料 |
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| Outline of Research at the Start |
超機能を有する自然界の構造タンパク質は特定のアミノ酸配列を繰り返し構造に持つため、ペプチドベースの次世代材料の開発の上で、大量合成に適用可能なポリペプチドの配列制御法の開発が強く望まれていた。こうした背景の下、我々はごく最近2種のアミノ酸ユニットが完全に交互に配列したペプチド交互共重合体を無触媒且つワンポットで合成する新重合法を開発した。本研究では天然の構造タンパク質の構造と機能をモチーフとし、ペプチド交互共重合体を用いた強靭な粘弾性接着剤の設計～応用までを研究する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では最近我々が開発したペプチド交互共重合体の合成法に基づいて、粘弾性ポリペプチド分子の合成と特性評価を実施した。その合成法はアルデヒド、アミン、イソシアニド含有カルボン酸を用いる3成分縮合重合であり、これらを混合するだけで無触媒で反応が進行し、完全にアミノ酸配列が制御されたポリペプチドが得られる。グリシンとフェニルアラニンの交互共重合体をリード化合物として用いた。その物性値を参照値としながら、各種誘導体を合成し、物性値を自在にコントロールした粘弾性ポリマーを得た。ポリマー単独での熱物性や機械的物性を評価した後で、無機フィラーや生体高分子と混合して生体材料の創製について検討した。本年度は主に以下の点に注力した。
１）粘弾性材料の開発と特性評価：昨年度の先行研究の結果に基づいて、ペプチド交互共重合体の構造と剪断応力駆動型の接着性との相関解明を目指した研究を実施した。結果として、グリシン-N-ベンジル化バリンを繰り返し構造として持つポリマーが非常に高い接着強度と再接着性を示すことが明らかとなった。分子構造と応力駆動型の接着性の関連性について考察して論文を発表した。
２）速度論的なハイドレート形成阻害剤の開発：ノルウェーのスタヴァンゲル大学のKelland教授と国際共同研究を進め、ガスハイドレートの形成を速度論的に抑制するペプチド交互共重合体の骨格を見出し、結果をまとめて論文を発表した。
３）温度応答性ペプチドの開発と生体材料の創製：ペプチド交互共重合体の構造と温度応答性の関連性を評価したほか、それらポリマーを天然のコラーゲンと混合して人工皮膚の開発に向けた検討を行った。また関連して、人工軟骨に関する研究も進め、MRIのスペシャリストである埼玉医科大学の鈴木博士と共同研究を開始した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(27 results)
