2019 Fiscal Year Annual Research Report
Glycopolymer nanomedicine based on the controlled polymerization and the operation of biological functionality
| Project/Area Number |
19H02766
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
三浦 佳子 九州大学, 工学研究院, 教授 (00335069)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
星野 友 九州大学, 工学研究院, 准教授 (40554689)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 糖鎖高分子 / 高分子化学 / リビングラジカル重合 / 分子認識 / RAFTリビングラジカル重合 / 光誘起電子移動重合 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
糖鎖高分子のリビングラジカル重合を基礎として、精密な構造を有する糖鎖高分子の合成を行い、タンパク質、細胞との分子認識の制御について検討を行った。
先ず、糖認識タンパク質（レクチン）との分子認識性の制御を可能にする、糖鎖高分子について検討した。レクチンとしては、コンカナバリンAを用いた。コンカナバリンAの糖鎖結合サイトは、6.5nmずつ離れて存在するため、糖鎖ブロックを6.5nmずつ離して存在させれば、糖鎖ーレクチン間の相互作用を二価結合によって、強くし、糖鎖を効率的に使うことができる。アクリルアミド型の糖鎖高分子では、マルチブロック重合を容易に達成することができたが、レクチンと2か所で糖鎖が結合しても分子認識はあまり強くならなかった。そこで、主鎖を変えて、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレートの糖鎖高分子誘導体の分子認識性を調べたところ、分子認識性には主鎖骨格の依存性があり、ポリメチルメタクレート、ポリアクリレートの糖鎖高分子では分子認識性をブロックポリマーで制御できることがわかった。
糖鎖高分子の重合について光誘起電子移動（PET)－RAFT重合を適用することで、脱気なしで、簡易に達成できることを示した。DMSOを溶媒とした糖鎖高分子のPET-RAFT重合では30種類以上の種類の糖鎖高分子を一度に合成することができた。ガラクトースと疎水性部位を持つ高分子については、最適な組成の場合にオリゴ糖鎖GM1と似たような分子認識性を示した。
RAFTリビングラジカル重合によって、PEGと糖鎖高分子のブロック共重合体を合成した。この高分子は水溶性にもかかわらず、水溶液中で分子集合体を形成することがわかった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
糖鎖高分子を駆使することで高分子の構造制御に基づいた、分子認識性を発現するようになっている。また、新しい重合方法、装置なども開発することができた。このことから概ね順調に進展している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
精密重合を駆使して合成する糖鎖高分子について、分子認識が制御されるために作用している物理化学的要因を明らかにし、レクチンとの分子認識をより自由に制御するための手法を確立する。また、それを軸として、毒素タンパク質や免疫細胞といったより重要な生体システムを制御することを目指す。
PET-RAFT重合を取り入れることで、非常に多くの糖鎖高分子を合成して、機械学習を取り入れられる分子システムの確立を行う。多くの重合系に適用可能なPET-RAFT重合の装置開発についても取り扱う。
また、親水性の糖鎖高分子の物理化学的な特性や分子集合特性についても検討を行う。
|
