Synthesis of Allosteric Artificial Oxygen Carrier (Hemoglobin-Albumin) Trimmers

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K20699
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 90120:Biomaterials-related
• Research Institution: Chuo University
• Principal Investigator: Morita Yoshitsugu 中央大学, 理工学部, 助教 (40795308)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: タンパク質 / アロステリック効果 / 協同性 / ヘモグロビン / アルブミン / 人工酸素運搬体 / 赤血球代替物

Outline of Final Research Achievements

The realization of an artificial oxygen carrier as a red blood cell (RBC) substitute is the most important issue for next-generation medicine. In this study, (hemoglobin-albumin)trimmers have been synthesized as allosteric artificial oxygen carriers that maintained the oxygen transport efficiency of RBCs, and the oxygen binding ability has been clarified. The oxygen affinity was controlled by site-directed mutagenesis and chemical modifications. Finally, we have succeeded in the synthesis of artificial oxygen carriers with superior oxygen transport efficiency compared with that of RBCs.

Free Research Field

タンパク質化学、生体高分子化学、生物無機化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

日本は世界最高レベルの献血輸血システムを備えているが、少子高齢化により献血者層人口が減少すると、充分量の輸血液を確保できない状況に陥る可能性がある。このような背景から、血液型に関係なくいつでもどこでも使用できる人工酸素運搬体の実現が強く望まれている。赤血球よりも優れた酸素運搬効率を有する（ヘモグロビン-アルブミン）トリマーは、輸血治療の概念を変革する新しい化合物となり、我が国の持続的成長と発展を支える基盤医療技術の一つとなり得る。