| Project/Area Number |
22K14728
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 35010:Polymer chemistry-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 環状高分子 / 分子間相互作用 / 糖鎖高分子 / リビング重合 / タンパク質 / 糖鎖 / 運動性 / 合成高分子 / 生体分子間相互作用 / クリック反応 / 環化反応 / ガラス転移温度 / 緩和時間 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では精密な重合法により合成高分子の構造を設計し、生体高分子のような優れた機能、とくに分子間での強い相互作用の発現を目指す。この目的のため、これまで行われてきたモノマー配列や分子量制御といった構造設計に加えて、新たに高分子の環状構造 (トポロジー設計) に着目した。運動性の低い環状構造を導入することにより、高分子の三次元的な構造を制御する。標的タンパク質の構造に対して最適に官能基が配置された合成高分子は、まるで抗体のように強い相互作用を発揮することが期待される。
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| Outline of Final Research Achievements |
Throughout the research period, we successfully synthesized cyclic glycopolymers using living radical polymerization. Highly pure cyclic glycopolymers were obtained through a purification procedure. Evaluation of their physical properties using differential scanning calorimetry and NMR relaxation time revelated that cyclization of the polymer structures reduced their molecular mobility. The cyclization of the main chain weakened the interactions of glycopolymers with target proteins, indicating that the higher molecular mobility of the polymer main chain was favorable. On the other hand, in terms of the side chains, the lower mobility was preferable for the interactions. This research showed that the local mobility of polymers affects the function of molecular recognition, contributing to the development of synthetic polymers as nanomaterials. The research results were mainly published in two international papers.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
合成高分子は日常生活においてプラスチック材料としてよく知られるが、分子レベルで見るとDNAやタンパク質といったナノサイズの大きさの生体高分子と同じスケールをもつ。タンパク質はアミノ酸が連なった構造をしており、アミノ酸の並び方によって決まったカタチをとり、酵素や抗体のような優れた機能を発揮している。本研究は人間がフラスコで作る合成高分子を天然の生体高分子のように精密に合成し、それらと同等もしくは凌駕する機能性ナノ材料を合成することを目指している。今回の研究成果は合成高分子のカタチを線形から環状にすることで分子同士の結合に影響を与えることを明らかにし、上述の目標達成に貢献した。
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