2016 Fiscal Year Research-status Report
フォトサーマル療法を指向したペプチド集合体内部を鋳型とする金ナノ粒子合成法の開発
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16K05854
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| Research Institution | Ryukoku University |
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Principal Investigator |
富崎 欣也 龍谷大学, 理工学部, 教授 (90397026)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ペプチド集合体 / 金ナノ結晶 / フォトサーマル療法 / 金ナノロッド / N-メチルアミノ酸 / 金ナノ粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、フォトサーマル療法を指向して生体適合生の高いペプチドを用いて金ナノロッドを合成する技術開発を行うものである。これまでに、RU006というアミノ酸9残基からなるペプチドの自己集合体を鋳型として用いると、リボン状金ナノ結晶が得られることがわかっている。
2016年度は、RU006が集合体を形成する際に駆動力となる水素結合を阻害をすることで、リボン状の金ナノ粒子形態を短くしてロッド状へと近づけることができると考え、水素結合形成のためのアミドプロトンをもたないN-メチルアミノ酸の導入を試みた。具体的には、RU006配列中のアラニンをN-メチルアラニン置換した4 種の新規ペプチド ([MeA1]-RU006ペプチド, [MeA3]-RU006ペプチド, [MeA5]-RU006ペプチド, [MeA9]-RU006ペプチド) を設計、合成した。
各ペプチドの二次構造を評価したところ、末端アラニンを置換した[MeA1]-RU006及び[MeA9]-RU006は濃度依存的にβシート構造を形成し、中央付近のアラニンを置換した[MeA3]-RU006及び[MeA5]-RU006はランダムコイル構造であった。これにより、ペプチド配列中央付近へのN-メチルアミノ酸導入による水素結合形成の阻害がペプチド二次構造に影響を及ぼしたと考えられる。
次いで、金ナノ結晶の形態制御を試みるため、RU006と各N-メチルアミノ酸含有ペプチドの混合による金ナノ結晶合成を行った。吸収スペクトル測定の結果、RU006と[MeA3]-RU006または[MeA5]-RU006を等モル混合した場合、RU006単独の場合に比べて、比較的短いリボン状金ナノ結晶の合成が確認された。
以上のことより、ペプチド配列中央付近へN-メチルアミノ酸を導入することで、金ナノ結晶の形態制御が可能であることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2016年度は、申請者の有する世界水準のペプチド設計・合成技術を駆使して、分子間距離を制御することでナフタレン環距離を変化させたペプチド集合体を構築し、それらの二次構造を円二色性スペクトル（CD）および赤外吸収スペクトル（ATR-FT-IR）を用いて評価した。また、ペプチド集合体形態を原子間力顕微鏡（AFM）および透過型電子顕微鏡（TEM）を用いて評価した。次いで、これらを鋳型とする金ナノ結晶合成を試みることで、これまでに得られているリボン状金ナノ結晶形態を短くすることができた。本研究成果は、集合体内部鋳型における異方的金ナノ結晶生成メカニズムの理解に繋がると思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2017年度以降は、申請書の通り、鋳型となる分子あたりのナフタレン環含有数を変化させたペプチド、疎水面のリシンとナフチルアラニンの距離を変化させたペプチド、ナフタレン環を酸化電位や供与電子数の異なる芳香環に置換したペプチド、またはRU006配列の繰り返し多量体ペプチドなどを多品種合成し、ペプチド集合体形態と金ナノ結晶合成時の鋳型効果について検討を行う。
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| Causes of Carryover |
ペプチド合成に不可欠な保護アミノ酸試薬類は概して高価であり、次年度使用額での購入が困難であった。そこで、新規試薬購入を必要としない、既存設備を利用した構造解析や実験結果の再現性の確認に研究資源を費やした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額を合わせて、概して高価な保護アミノ酸試薬類を購入し、種々の芳香族側鎖を有するペプチドの化学合成とそれらを鋳型とする金ナノ結晶合成および携帯評価を行う。
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