Synthesis of oligosaccharide mimics with glycol-module method

• Project Area: Middle molecular strategy: Creation of higher bio-functional molecules by integrated synthesis.
• Project/Area Number: 18H04420
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 三浦 佳子 九州大学, 工学研究院, 教授 (00335069)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2019: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2018: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 糖鎖高分子 / 糖鎖科学 / 高分子化学 / 分子認識 / 中分子 / 精密重合 / 光誘起電子移動 / モジュール / オリゴ糖 / グリコサミノグリカン / 表面プラズモンイメージング / 糖モジュール / 表面プラズモン / ライブラリー / ガングリオシド

Outline of Annual Research Achievements

オリゴ糖鎖や生理活性多糖を機能モジュールとして切り分けて考え、これを重合性の中分子化合物として得ることで機能性中分子化合物の開発を行った。ターゲットとして、ガングリオシドGM1、グリコサミノグリカンなどについて検討を行った。
ガングリオシドGM1については非還元末端にガラクトースとシアル酸が含まれる高分子によってこれを代替できることが前年度までの研究で明らかにしてきた。本年度研究では、ガラクトースと疎水性基を組み合わせた重合性中分子でもGM1模倣体として、機能しうることが明らかになった。疎水性基の種類としては、疎水性度と疎水性基の化学構造によって、その性質が決まり、疎水性度（logP)が高く、疎水性基が枝分かれ構造をしているときに、優れた機能を示すことがわかった。ガラクトースと枝分かれ疎水性基であるシクロヘキサンやtert-ブチル基を有する中分子がGM1をリガンドとするコレラ毒素に対して、強い結合定数を形成することを確認した。
また、機能性中分子を得る上で、本研究では中分子のライブラリーを合成して、ターゲットとの相互作用を検討していた。重合性の中分子化合物の調製方法は、リビングラジカル重合によって行っており、厳しい脱気条件で行う必要があった。ラジカル重合という容易な合成方法にもかかわらず、脱気のために多くの時間を要していた。DMSO条件下、ポルフィリンを光触媒として、酸素を還元除去しながらリビング重合を行う、光誘起電子移動（PET)－RAFTリビングラジカル重合の装置の開発と分子の合成を検討した。PET-RAFT重合を用いることによって脱気操作することなく30種類以上、一度に重合することができた。また、水系重合についても、水に対して光触媒としてEosinYを用いた系を検討した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Controlled Polymerization for the Developemtn of Bioconjugate Polymers and Materials (2020)
  • Author(s): Yoshiko Miura
  • Journal Title: Journal of Materials Chemistry, B Volume: 8 Issue: 10 Pages: 2010-2019
  • DOI: 10.1039/c9tb02418b
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 有機分子触媒L-prolineを固定化した多孔質高分子モノリスの開発およびフロー不斉Aldol付加反応への応用 (2020)
  • Author(s): 服部春香、松本光、星野友、三浦佳子
  • Journal Title: 化学工学論文集 Volume: 46
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Screening of a Glycopolymer Library of GM1 Mimics Containing Hydrophobic Units using Surface Plasmon Resonance Imaging (2019)
  • Author(s): Yuri Kimoto, Yuhei Terada, Yu Hoshino, Yoshiko Miura
  • Journal Title: ACS Omega Volume: 4 Issue: 24 Pages: 20690-20696
  • DOI: 10.1021/acsomega.9b02877
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Biopolymer Monolith for protein separation (2019)
  • Author(s): Miura, Y.; Seto, H.; Hoshino, Y.
  • Journal Title: Faraday Discussions Volume: 219 Pages: 154-167
  • DOI: 10.1039/c9fd00018f
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fibronectin Coating on Implant Material Surface Atracted both osteoblasts and Bacteria (2019)
  • Author(s): Cui, X.; Hoshino, Y.; Miura, Y.
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 48 Issue: 8 Pages: 764-767
  • DOI: 10.1246/cl.190293
  • NAID: 130007687709
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preparation of multifunctional glycopolymers using double orthogonal reactions and the effect of electrostatic groups on the glycopolymer lectin interaction (2019)
  • Author(s): Takahiro Oh, Kazuki Jono, Yuri Kimoto, Yu Hoshino, Yoshiko Miura
  • Journal Title: Polymer Journal Volume: 51 Issue: 12 Pages: 1299-1308
  • DOI: 10.1038/s41428-019-0244-x
  • NAID: 40022176598
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Quantitative preparation of multiblock glycopolymers bearing glycounits at the terminal segments by aqueous reversible addition;fragmentation chain transfer polymerization of acrylamide monomers (2019)
  • Author(s): Nagao, M. Hoshino, Y. Miura, Y.
  • Journal Title: Journal of Polymer Science, Part A: Polymer Chemistry Volume: 57 Issue: 8 Pages: 857-861
  • DOI: 10.1002/pola.29344
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Topological Design of Star Glycopolymers for Controlling the Interaction with the Influenza Virus (2019)
  • Author(s): Masanori Nagao, Teruhiko Matsubara, Yu Hoshino, Toshinori Sato, and Yoshiko Miura
  • Journal Title: Bioconjugate Chemistry Volume: 30 Issue: 4 Pages: 1192-1198
  • DOI: 10.1021/acs.bioconjchem.9b00134
  • NAID: 120006842212
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Glycopolymers mimicking GM1 gangliosides: Cooperativity of galactose and neuraminic acid for cholera toxin recognition (2019)
  • Author(s): Terada, Y.; Hoshino, Y.; Miura
  • Journal Title: Chemistry An Asian Journal Volume: 14 Issue: 7 Pages: 1021-1027
  • DOI: 10.1002/asia.201900053
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Self-Assembly of a Double Hydrophilic Block Glycopolymer and the Investigation of Its Mechanism (2018)
  • Author(s): Takahiro Oh, Masanori Nagao, Yu Hoshino, and Yoshiko Miura
  • Journal Title: Langmuir Volume: 34 Issue: 29 Pages: 8591-8598
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.8b01527
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bacterial Inhibition and Osteoblast Adhesion on Ti Alloy Surfaces Modified by Poly(PEGMA-r-Phosmer) Coating (2018)
  • Author(s): Xinnan Cui, Tatuya Murakami, Yukihiko Tamura, Kazuhiro Aoki, Yu Hoshino, and Yoshiko Miura,
  • Journal Title: ACS Appl, Mat Int Volume: 10 Issue: 28 Pages: 23674-23681
  • DOI: 10.1021/acsami.8b07757
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 触媒固定化多孔質モノリスを充填したマイクロフローリアクターの開発 (2020)
  • Author(s): 野中 聖也、服部 春香、松本 光、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 化学工学会第85年会
• [Presentation] ホスフィンリガンドを固定した多孔質モノリスによる精密フロー合成 (2020)
  • Author(s): 松本 光、星野 友、三浦 佳子、岩井 智弘、澤村正也
  • Organizer: 化学工学会第85年会
• [Presentation] Denovo Design of Biofunctional Glycopolymer (2020)
  • Author(s): Yoshiko Miura
  • Organizer: French-Japan Polymer,
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 活性なパラジウム錯体を選択的に形成するホスフィン固定化ポリスチレンの設計 (2019)
  • Author(s): 松本光、星野友、三浦佳子
  • Organizer: 化学工学会第84年会
• [Presentation] パラジウム‐ホスフィン錯体を固定化した多孔質ポリスチレンモノリスを用いた液液二相系での触媒的フロー合成 (2019)
  • Author(s): 松本光、星野友、三浦佳子
  • Organizer: 化学工学会第84年会
• [Presentation] リビングラジカル重合（ＬＲＰ）を用いたマルチブロック糖鎖高分子の合成およびタンパク質との相互作用評価 (2019)
  • Author(s): 吉瀬 誠也、城野 一樹、長尾 匡憲、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 第68回高分子学会年次大会
• [Presentation] The effect of the glycopolymer length on the self-assembly of double-hydrophilic block glycopolymer (2019)
  • Author(s): Takahiro Oh、Yu Hoshino、Yoshiko Miura
  • Organizer: 第68回高分子学会年次大会
• [Presentation] 高収率マルチブロック重合技術を用いた糖鎖高分子の合成 (2019)
  • Author(s): 吉瀬 誠也、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 第56回化学関連支部合同九州大会
• [Presentation] コレラ毒素を認識する糖鎖高分子のスクリーニング解析 (2019)
  • Author(s): 木元 優里、寺田 侑平、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 第56回化学関連支部合同九州大会
• [Presentation] 架橋高分子内を反応場とした多孔質モノリスの設計戦略：固定化触媒カラムリアクターへの応用 (2019)
  • Author(s): 松本 光、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 化学工学会九州支部第24回学生賞審査会
• [Presentation] 多孔質モノリスを用いた触媒的多段階フロー合成 (2019)
  • Author(s): 野中 聖也、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 第30回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
• [Presentation] 多孔質モノリス内での液液二相系触媒的フロー合成 (2019)
  • Author(s): 松本 光、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 第30回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
• [Presentation] マルチブロック構造を有する糖鎖高分子の合成および機能評価 (2019)
  • Author(s): 吉瀬 誠也、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 第29回バイオ・高分子シンポジウム
• [Presentation] Biopolymer monolith for protein separation (2019)
  • Author(s): Y.miura, H.Seto, M.Shibuya, Y.Hoshino
  • Organizer: Nanolithography of Biointerfaces Faraday Discussion
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Application of Macroporous Polystyrene-Triphenylphosphine Monolith to Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reaction in Flow System (2019)
  • Author(s): H.Matsumoto,Y.Hoshino,T.Iwai,M.Sawamura,Y.Miura
  • Organizer: ISPC2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 制御ラジカル重合による構造が精密に制御された糖鎖高分子の合成 (2019)
  • Author(s): 吉瀬 誠也、長尾 匡憲、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 第68回高分子討論会
• [Presentation] PET-RAFT重合を用いたコレラ毒素認識糖鎖高分子のためのライブラリスクリーニングシステムの開発 (2019)
  • Author(s): 木元 優里、安藝 翔馬、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 第68回高分子討論会
• [Presentation] 水溶性糖鎖ブロック高分子の水中における自己組織化およびその構造制御 (2019)
  • Author(s): 王 尊弘、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 第68回高分子討論会
• [Presentation] 生体外マトリックスを固定化した歯科材料の細菌忌避活性評価 (2019)
  • Author(s): 三浦 佳子、崔 シンナン、星野 友
  • Organizer: 第68回高分子討論会
• [Presentation] 精密重合を基礎とした糖鎖高分子の設計 (2019)
  • Author(s): 三浦 佳子
  • Organizer: 第68回高分子討論会
  • Invited
• [Presentation] Development of Macroporous Polymer Monolith lmmobilized L-Proline-Based Organocatalyst and Application to Flow Asymmetric Aldol Addition Reaction (2019)
  • Author(s): Haruka Hattori,H.Matsumoto,Y.Hoshino,Y.Miura
  • Organizer: APCChE2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Transition-metal catalysis in flow system using biphasic solvent:Macroporous polystyrene supporting palladium-phosphine complex (2019)
  • Author(s): H.Matsumoto,Y.Hoshino,T.Iwai,M.Sawamura,Y.Miura
  • Organizer: APCChE2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 触媒固定化多孔質モノリスを用いたマイクロフローリアクターの開発および輸送現象の解析 (2019)
  • Author(s): 野中 聖也、服部 春香、松本 光、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 九州地区高分子若手研究会・冬の講演会
• [Presentation] 水系PET-RAFT重合による糖鎖高分子ライブラリの作製 (2019)
  • Author(s): 植村 剛志、木元 優里、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 九州地区高分子若手研究会・冬の講演会
• [Presentation] 水溶性糖鎖ブロック高分子の水中における自己組織化および粒径制御 (2019)
  • Author(s): 王 尊弘、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 九州地区高分子若手研究会・冬の講演会
• [Presentation] 親水性ブロック糖鎖高分子の水溶液中での自己組織化 (2019)
  • Author(s): 三浦 佳子
  • Organizer: 第29回日本MRS年次大会
• [Presentation] Polystyrene-Phosphine Monolith for Transition-Metal Catalysis in Flow Synthesis (2019)
  • Author(s): H.Matsumoto,Y.Hoshino,T.Iwai,M.Sawamura,Y.Miura
  • Organizer: SKYsymposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] De Novo Designed Glycopolymer via Living Radical Polymerization (2019)
  • Author(s): Y.Miura
  • Organizer: Pacific polymer Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Screening Glycopolymer with Hydrophobic Groups for Detection of Cholera Toxin (2019)
  • Author(s): Y.kimoto,Y.Terada,Y.Hoshino,Y.Miura
  • Organizer: Pacific polymer Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Precise Synthesis of Glycopolymer and Its Function (2019)
  • Author(s): M.Kichize,Y.Miura,Y.Hoshino
  • Organizer: Pacific polymer Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Developement of Nanomedicine via Controlled Polymerization: Denovo Design of Glycopolymer (2019)
  • Author(s): Yoshiko Miura
  • Organizer: 2019 Pusan-Gyeongnam/Kyushu-Seibu Joint Symposium on High Polymers (19th) and Fibers (17th)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Glycopolymer Nanotechnology and Nanomedicine (2019)
  • Author(s): Yoshiko Miura
  • Organizer: US-Japan Polymer
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] パラジウム‐ホスフィン錯体を固定化した多孔質ポリスチレンモノリスを用いた液液二相系での触媒的フロー合成 (2019)
  • Author(s): 松本 光,星野 友,岩井 智弘,澤村 正也,三浦 佳子
  • Organizer: 化学工学会 第84年会
• [Presentation] 活性なパラジウム錯体を選択的に形成するホスフィン固定化ポリスチレンの設計 (2019)
  • Author(s): 松本 光,星野 友,岩井 智弘,澤村 正也,三浦 佳子
  • Organizer: 化学工学会 第84年会、
• [Presentation] 高分子コート材による細菌忌避活性と細胞付着促進機能を併せ持つチタン合金の開発 (2018)
  • Author(s): 崔 シン楠、村上 達也、田村 幸彦、青木 和広、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 第40回日本バイオマテリアル学会大会
• [Presentation] プロリン含有多孔質高分子モノリスを用いたフロー不斉合成 (2018)
  • Author(s): 服部 春香、松本 光、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 化学工学会第50回秋季大会
• [Presentation] 高分子ゲル内における三点架橋型ホスフィンリガンドのpd触媒に対する配位挙動の制御 (2018)
  • Author(s): 松本 光、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 化学工学会第50回秋季大会
• [Presentation] インフルエンザウイルスとの相互作用制御に向けた星型糖鎖高分子の合成 (2018)
  • Author(s): 長尾 匡憲、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 第67回高分子討論会
• [Presentation] 短時間かつ高収率な水系ＲＡＦＴ重合による生体機能性マルチブロック高分子の合成 (2018)
  • Author(s): 長尾 匡憲、吉瀬 誠也、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 第67回高分子討論会
• [Presentation] Controlling the lectin recognition of glycopolymer by distance arrangement of sugar blocks (2018)
  • Author(s): 城野 一樹、長尾 匡憲、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 第67回高分子討論会
• [Presentation] リン酸含有高分子を用いたスーパー歯とスーパーイ ンプラントの開発 (2018)
  • Author(s): 三浦 佳子、崔シンナン 、星野友 、青木和広
  • Organizer: 第67回高分子討論会
• [Presentation] 糖鎖の不思議を詰め込んだプラスチックをつくる (2018)
  • Author(s): 三浦佳子
  • Organizer: 第16回日本糖質科学コンソーシアムシンポジウム
• [Presentation] 糖鎖高分子のデノボデザイン (2018)
  • Author(s): 三浦佳子 長尾匡憲、城野一樹
  • Organizer: 第37回日本糖質学会年会
• [Presentation] Controlling the molecular recognition of glycopolymers via distance arrangement of sugar blocks (2018)
  • Author(s): Kazuki Jono, Shotaro Sonoda, Masanori Nagao, Yu Hoshino, Yoshiko Miura
  • Organizer: IUPAC macro 2018
• [Presentation] Design of Glycopolymers Carrying Sialyl Oligosaccharides and the Interaction with the Influenza Virus (2018)
  • Author(s): Masanori Nagao, Yurina Fujiwara, Teruhiko Matsubara, Yu Hoshino, Toshinori Sato, Yoshiko Miura
  • Organizer: IUPAC macro 2018
• [Presentation] Denovo Design of Glycopolymer (2018)
  • Author(s): Yoshiko Miura, Kazuki Jono, Masanori Nagao
  • Organizer: IUPAC macro 2018
• [Presentation] Polymer Gel for Biomimetic Reactor (2018)
  • Author(s): Yoshiko Miura, Hikaru Matsumoto, Makoto Shibuya
  • Organizer: IUPAC macro 2018
• [Presentation] Denovo Design of Glycopolymer (2018)
  • Author(s): Yoshiko Miura, Masanori Nagao, Kazuki Jono
  • Organizer: International Conference on Advanced Polymers Biomaterials, and Nanomedicine
• [Presentation] ＧＭ1を模倣した糖鎖高分子の分子認識スクリーニング (2018)
  • Author(s): 寺田 侑平、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 第12回バイオ関連化学シンポジウム
• [Presentation] コレラ毒素認識に向けた糖鎖高分子スクリーニング (2018)
  • Author(s): 木元 優里、寺田 侑平、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 第28回バイオ高分子シンポジウム
• [Presentation] 多孔性高分子モノリスを用いたフローリアクターの開発 (2018)
  • Author(s): 服部 春香、松本 光、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 第55回化学関連支部合同九州大会
• [Presentation] コレラ毒素認識に向けた糖鎖高分子の網羅解析 (2018)
  • Author(s): 木元 優里、寺田 侑平、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 第55回化学関連支部合同九州大会
• [Presentation] 表面プラズモン共鳴イメージング(SPRI)を用いた疎水基含有糖鎖高分子・タンパク質間相互作用のスクリーニング (2018)
  • Author(s): 木元 優里、寺田 侑平、星野 友、三浦 佳子
  • Organizer: 第67回高分子学会年次大会
• [Presentation] 糖鎖高分子の構造設計によるインフルエンザウイルスとの相互作用制御 (2018)
  • Author(s): 長尾 匡憲、久保 あかね、藤原 由梨奈、松原 輝彦、星野 友、佐藤 智典、三浦 佳子
  • Organizer: 第67回高分子学会年次大会
• [Remarks] 九州大学大学院工学研究院化学工学部門三浦研究室
  • URL: http://www.chem-eng.kyushu-u.ac.jp/lab9/
• [Remarks] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.chem-eng.kyushu-u.ac.jp/lab9/
• [Patent(Industrial Property Rights)] 新規な多孔性架橋ポリマー、それを用いた固定化触媒および装置 (2020)
  • Inventor(s): 三浦佳子、松本光、岩井智弘、石川真一
  • Industrial Property Rights Holder: 三浦佳子、松本光、岩井智弘、石川真一
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2020-031870
  • Filing Date: 2020