2002 Fiscal Year Annual Research Report

水系における接着タンパク質を用いる生物接着模倣システムの創製と生物機能材料工学

Research Project

Project/Area Number	12450330
Research Institution	Shinshu University
Principal Investigator	山本浩之信州大学, 繊維学部, 教授 (60021151)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	大川浩作信州大学, 繊維学部, 助手 (60291390)
Keywords	海洋接着タンパク質 / タンパク質合成 / 架橋不溶化機構 / 濡れ・表面特性 / 界面接着プロセス / バイオアドヒーシブ / 生物模倣複合材料 / 生物工学
Research Abstract	生体系のみならず、海水および淡水中に生息する無数の付着生物はタンパク質や多糖の表面(界面)における付着・接着現象を利用して生命活動を維持している。この全プロセスは生体工学そのものであり、in vitroにおける部分的な模擬システムも研究されている。我々は、海洋に関心のある人々に永くその付着が謎とされてきた海産大型付着動物フジツボ、及び、イガイ類の流水中での付着・接着の基礎科学の解明とその次世代バイオテクノロジーの素材開発について行った研究を列挙する。 1.接着タンパク質関連化合物の分子構造および表面化学的特性との関連づけ海洋接着タンパク質の表面科学を実験と理論との両面から調べた。タンパク質分子の表面自由エネルギー、極性力・分散力成分および動的濡れ性をアミノ酸配列と組成に基づき、系統的に把握するための実験を行った。得られた知見から、バイオ接着タンパク質の分子構造、さらに、複合材料系の調製を含む生物接着工学材料系を設計し、次世代マテリアルとしての評価を行った。 2.新規な海洋タンパク質の発掘と分子構造解明現在、実際に付着汚損被害を生じている外来付着生物を調査し、新規かつ有用な接着タンパク質の発掘を行う。一例として、外来種であるミドリイガイの接着タンパク質の精製と構造解析を行い、接着力および分子構造との関連づけた。この結果から、ミドリイガイ接着タンパク質の化学合成のためのターゲット構造を決定した。 3.イガイ類足糸を模倣した高強度繊維材料の開発海洋接着タンパク質はコラーゲンと複合して高次階層構造を形成し、極めて強い物理的強度と安定な化学的・生化学的特性を発揮している。接着タンパク質と天然多糖の複合材料系を研究し、バイオミメティックな超強度材料の作成を検討した。イガイ足糸を模倣した高強度繊維の開発のため、イガイの足糸形成機構に基づき、ポリペプチドの分子を設計し、実際に、合成、繊維化、機械的特性の評価を行った。

Research Products

(14 results)

All Other

All Publications (14 results)

[Publications] 大川浩作: "水溶液界面における高分子複合体形成による多目的新素材の創成"接着. 46(2). 70-75 (2002)
[Publications] K.Ohkawa: "Preparing of chitosan-poly (acrylic acid) composite fibers by self-assembly at an aqueous solution interface"Tex. Res. J.. 72(2). 120-124 (2002)
[Publications] Y.Takahashi: "Water-soluble polypeptides at aqueous interface produce extensible silk-like fiber"Macromol. Rapid Commun.. 23(9). 540-543 (2002)
[Publications] K.Nagaya: "Attachment strength of an adhesive nuisance mussel, Limnoperna fortunei, against water flow"Biofouling. 17(1). 263-274 (2002)
[Publications] M.Yamada: "UV-irradiated DNA matrixes selectively bind endcrine disruptors with a planar structure"Environ. Sci. Technol.. 36(5). 949-954 (2002)
[Publications] M.Yamada: "Preparation and characterization of DNA films induced by UV irradiation"Chem. Eur. J.. 8(6). 1407-1412 (2002)
[Publications] Y.Matsui: "Effectiveness of anti-fouling coatings and water flow in controlling attachment of the nuisance mussel Limnoperna fortunei"Biofouling. 18(2). 137-148 (2002)
[Publications] M.Yamada: "UV-Irradiated DNA matrix selectively accumulates heavy metal ions"Bull. Chem. Soc. Jpn.. 75(7). 1627-1632 (2002)
[Publications] H.Yamamoto: "Tissue adhesive using synthetic model adhesive proteins inspired by the marine mussel"Abstract Book ; International Conference on Advances of Biomaterials for Reconstructive Medicine. 153-154 (2002)
[Publications] K.Ohkawa: "Self-assembling fibers formed at aqueous solution interfaces"Proceeding of International Conference for Inauguration of SOTSEA. 327-330 (2002)
[Publications] M.Hachisu: "Silk-like poly (amino acid) fibers formed by self-assembly at aqueous solution interfaces"Proceedings of 2^<nd> International Conference on Advanced Fiber/Textile Materials. 70 (2002)
[Publications] Y.Kuboe: "Quinone cross-linked polysaccharide hybrid fiber"Proceedings of 2^<nd> International Conference on Advanced Fiber/Textile Materials. 77 (2002)
[Publications] H.Yamamoto: "Encyclopedia of Surface and Colloid Science"A. Hubbard. Ed., Marcel Dekker, Inc., NY(USA). 14 (2002)
[Publications] K.Ohkawa: "Biopolymers, Vol.7"A.Steinbuchel & S.R.Fahnestock, Eds., Wiley-VCH, Weinheim, Germany. 32 (2002)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

水系における接着タンパク質を用いる生物接着模倣システムの創製と生物機能材料工学

Principal Investigator

山本 浩之 信州大学, 繊維学部, 教授 (60021151)

Research Products

[Publications] 大川浩作: "水溶液界面における高分子複合体形成による多目的新素材の創成"接着. 46(2). 70-75 (2002)

[Publications] K.Ohkawa: "Preparing of chitosan-poly (acrylic acid) composite fibers by self-assembly at an aqueous solution interface"Tex. Res. J.. 72(2). 120-124 (2002)

[Publications] Y.Takahashi: "Water-soluble polypeptides at aqueous interface produce extensible silk-like fiber"Macromol. Rapid Commun.. 23(9). 540-543 (2002)

[Publications] K.Nagaya: "Attachment strength of an adhesive nuisance mussel, Limnoperna fortunei, against water flow"Biofouling. 17(1). 263-274 (2002)

[Publications] M.Yamada: "UV-irradiated DNA matrixes selectively bind endcrine disruptors with a planar structure"Environ. Sci. Technol.. 36(5). 949-954 (2002)

[Publications] M.Yamada: "Preparation and characterization of DNA films induced by UV irradiation"Chem. Eur. J.. 8(6). 1407-1412 (2002)

[Publications] Y.Matsui: "Effectiveness of anti-fouling coatings and water flow in controlling attachment of the nuisance mussel Limnoperna fortunei"Biofouling. 18(2). 137-148 (2002)

[Publications] M.Yamada: "UV-Irradiated DNA matrix selectively accumulates heavy metal ions"Bull. Chem. Soc. Jpn.. 75(7). 1627-1632 (2002)

[Publications] H.Yamamoto: "Tissue adhesive using synthetic model adhesive proteins inspired by the marine mussel"Abstract Book ; International Conference on Advances of Biomaterials for Reconstructive Medicine. 153-154 (2002)

[Publications] K.Ohkawa: "Self-assembling fibers formed at aqueous solution interfaces"Proceeding of International Conference for Inauguration of SOTSEA. 327-330 (2002)

[Publications] M.Hachisu: "Silk-like poly (amino acid) fibers formed by self-assembly at aqueous solution interfaces"Proceedings of 2^<nd> International Conference on Advanced Fiber/Textile Materials. 70 (2002)

[Publications] Y.Kuboe: "Quinone cross-linked polysaccharide hybrid fiber"Proceedings of 2^<nd> International Conference on Advanced Fiber/Textile Materials. 77 (2002)

[Publications] H.Yamamoto: "Encyclopedia of Surface and Colloid Science"A. Hubbard. Ed., Marcel Dekker, Inc., NY(USA). 14 (2002)

[Publications] K.Ohkawa: "Biopolymers, Vol.7"A.Steinbuchel & S.R.Fahnestock, Eds., Wiley-VCH, Weinheim, Germany. 32 (2002)

山本浩之信州大学, 繊維学部, 教授 (60021151)