2015 Fiscal Year Annual Research Report
ペプチドのフォールディング機能を利用した多重応答ハイブリッドポリマーの設計
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25410132
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
東 信行 同志社大学, 理工学部, 教授 (10156557)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 温度応答性 / エラスチン類似ペプチド / グラフトポリマー / ポリイオン / 交互積層法 / 構造色 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の主な目的は、人工ペプチドを基幹素材としたナノスケールのソフトマテリアルを開発することである。とくに、人工ペプチドと汎用合成ポリマーをハイブリッド化させることにより、人工ペプチドに新たな機能が賦与され、ペプチド分子システムの更なる拡張が期待される。具体的には、ペプチド・セグメントとして温度に応答してコンフォメーション変化（フォールディング）するエラスチン類似ペプチド(ELP) に着目した。これをpH応答型ポリマーであるポリアクリル酸やポリアリルアミンにグラフト鎖として導入することにより、デュアルに応答する新しいタイプのペプチド・ポリマーハイブリッドの創成を期待した。
前年度までに、ELPをグラフト鎖に有するポリアクリル酸およびの合成に成功し、それら水溶液が温度とpHの二重に応答してLCST（下限臨界溶液温度）挙動が制御できることを明らかにした。最終年度は、酸型と塩基型の両方のELPグラフトポリマーを用いて交互積層化の検討と、積層膜の温度応答性を調べた。その結果、中性条件下（両ポリマーがイオン化している状態）において、交互積層化がスムーズに進行することを明らかにした。しかも、積層化（膜厚の変化）に伴って色調が変化する、すなわち構造色が観察された。また、興味深いことに、温度変化によるELP部位の極性転移に基づいて色調が可逆的に変化することを見出した。この現象は、温度変化による各層の膜厚がわずか1 nm程度の変化に対応することを明らかにした。
以上の成果は、ペプチドELP を汎用の合成高分子とハイブリッド化して、それら両者の相乗効果が効率よく発現できた結果と考えることができる。今後は、本系を交互積層膜にとどまらずハイドロゲルや巨大会合体、表面コーティングなどへの応用展開を目指すことになる。
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