2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of high strength bio-polyamide via chemoenzymatic synthesis of polypeptide fragments
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17K18361
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
土屋 康佑 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 上級研究員 (40451984)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ポリペプチド / 化学酵素重合 / ナイロン / 芳香族 / 縮合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請課題では、現在達成されていない１００％バイオマス由来の高強度および高耐熱性バイオポリアミド材料を創製することを目的として学酵素重合法により様々なポリペプチドフラグメントの合成を行った。昨年度までに、シルクタンパク質の結晶性モチーフを組み込んだ機能性ペプチドの合成を行い、材料へ高強度を付与することが可能であることを見出している。今年度は非天然アミノ酸ユニットであるナイロンモノマーや芳香族アミノ酸を組み込んだ機能性ポリペプチドフラグメントを設計し、化学酵素重合法による合成を行った。これらの非天然アミノ酸は酵素による認識能が低いため単独重合およびアミノ酸と共重合によるポリマー化は困難であったが、非天然アミノ酸の両末端へグリシンやアラニンなどの天然アミノ酸を導入したトリペプチドエステルをモノマーとして用いて化学酵素重合を行うことで、酵素の基質特異性に由来する非天然アミノ酸の低親和性を克服し重合体を得ることが可能であった。トリペプチドモノマーの重合によって合成された機能性ポリペプチドは非天然アミノ酸ユニットを周期的に有しており、ポリペプチドへ融点の付与などの新たな性質を付与することが可能であった。特に、芳香族ユニットを周期的に導入したポリペプチドは特異的な２次構造を形成することがX線構造解析から明らかとなり、ランダムに芳香族ユニットを導入したポリペプチドと比べて高い熱的物性を示すことが分かった。このことは、トリペプチドを酵素により重合することで得られる周期的配列が新規機能付与や材料物性の向上に効果的であることを示す結果である。また、合成したポリペプチドフラグメントは、縮合剤を用いた後重合を行うことでマルチブロックポリペプチドを合成することが可能であった。
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Research Products
(14 results)
