Chemoenzymatic synthesis of peptide-based elastomers that mimicking elastomeric proteins

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K15644
• Research Institution: Kansai University
• Principal Investigator: 曽川 洋光 関西大学, 化学生命工学部, 准教授 (90709297)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 天然ゴム / タンパク質 / 接着 / ペプチド

Outline of Annual Research Achievements

エラスチンやレジリンに代表される弾性タンパク質は，合成ゴムと同程度の弾性率を示しながらもそれを凌ぐ高い復元力を示す。本申請研究では化学酵素反応を利活用することで，弾性タンパク質中に頻出する鍵アミノ酸配列を模倣したポリペプチドを合成する。今年度は実際の工業的利用を見据え，天然ゴムと天然高分子の複合化を試みた。具体的には天然高分子としてシルクタンパク質およびDOPA変換シルクタンパク質，アルギン酸およびDOPA置換アルギン酸を天然ゴムと複合化し，その力学特性を評価した。天然ゴム単体に比べ，これら天然高分子を添加した複合材料はその弾性率や引張強度が有意に上昇し，フィラーとして機能していることがわかった。また分子接着性の高いDOPA部位の変換・置換はよりその力学特性を向上させることも明らかとなった。天然ゴム/シルク複合系においてはX線構造解析も実施し，シルクタンパク質の有無によらず，天然ゴムの伸長結晶化が確認されることも確認された。これらタンパク質や多糖類などの天然高分子が含まれる複合材料に対し，チロシンやシステイン等の不飽和結合と反応性を有する官能基を導入したオリゴペプチドを架橋剤として添加することで，新たな機能性材料の創出が期待される。