精密酵素重合法を用いた新規分岐性ポリペプチドの合成と組織再生への応用

• Project/Area Number: 12J06954
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Biomedical engineering/Biological material science
• Research Institution: Fukuyama University (2014-2015); The Institute of Physical and Chemical Research (2012-2013)
• Principal Investigator: 新田 祥子 福山大学, 生命工学部, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥4,660,352 (Direct Cost: ¥4,052,480、Indirect Cost: ¥607,872); Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2014: ¥1,204,112 (Direct Cost: ¥926,240、Indirect Cost: ¥277,872); Fiscal Year 2013: ¥926,240 (Direct Cost: ¥926,240); Fiscal Year 2012: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: Ｃａｒｂｏｘｙｐｅｐｔｉｄａｓｅ / Ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ / Ｅｘｏｐｅｐｔｉｄａｓｅ / ポリペプチド / 酵素触媒重合 / プロテアーゼ

Outline of Annual Research Achievements

タンパク質分解酵素（プロテアーゼ）の逆反応もしくはアミノリシスを用いることで、アミノ酸もしくはアミノ酸エステルを重合してポリペプチドを合成する化学酵素合成が注目されている。これまで報告されているポリペプチドの酵素触媒重合に用いられるプロテアーゼは主にエンド型である。一方エキソ型プロテアーゼはオリゴペプチド分解反応を抑制できると考えられることから、エキソ型プロテアーゼ触媒による重合反応はより高分子量オリゴペプチドが得られると期待できる。そこでエキソ型プロテアーゼであるCarboxypeptidase Yを選択し、Benzoyl alanine methyl ester(BzAlaMe)およびleucine methyl ester hydrochlorideを基質に用いたオリゴマー化を試みた。重合反応における反応条件（反応温度、反応pH、基質濃度、酵素濃度、反応時間）がオリゴマー収率に与える影響について検討を行った。
逆相HPLCによる分子量測定の結果より、反応時間の経過とともに転化率ならびに分子量が徐々に増加し、反応時間1時間程度で転化率はほぼ一定の値を取った。その間、主鎖中の分解挙動は見られず、分子量分布も1.0に近い値を示した。さらにオリゴマー収率は反応時におけるBzAlaMe/基質仕込み比やバッファーpH、温度といった条件に大きく依存した。重合反応をを妨げるBzAlaMeの加水分解反応は、バッファーpHや温度を制御することで10％程度まで抑えることができた。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Production of nanofibers by atto-incubator-assisted assembly of urea using the particle array. (2012)
  • Author(s): S. Watanabe, M. Yamazaki, S. Kaihara, K. Fujimoto
  • Journal Title: Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects Volume: 399 Pages: 83-91
  • DOI: 10.1016/j.colsurfa.2012.02.036
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preparation of thermosensitive polymer nanoparticles by protein-mimetic cross-linking. (2012)
  • Author(s): S. Kaihara, M. Narikawa, K. Fujimoto
  • Journal Title: Colloid & Polymer Science Volume: 290 Issue: 13 Pages: 1317-1325
  • DOI: 10.1007/s00396-012-2654-6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Photo-reactive nanotool for cell aggregation and immobilization.
  • Author(s): S. Kaihara, A. Sumimoto, K. Fujimoto
  • Journal Title: Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition Volume: (In press)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 変異体Proteinase Kを用いたオリゴペプチドの化学酵素合成 (2015)
  • Author(s): 新田祥子 立石綾香 岩本博行 沼田圭司
  • Organizer: 第64回高分子学会年次会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市白石区）
  • Year and Date: 2015-05-28
• [Presentation] 変異型ProteinaseKを用いたオリゴペプチドの化学酵素合成 (2015)
  • Author(s): 新田祥子 立石綾香 岩本博行 沼田圭司
  • Organizer: 第64回高分子学会年次会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター (北海道札幌市）
  • Year and Date: 2015-05-28
• [Presentation] Chemo-enzymatic synthesis of polypeptide using exo-type carboxypeptide Y (2015)
  • Author(s): 新田祥子 岩本博行 沼田圭司
  • Organizer: 第64回高分子学会年次会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター(北海道札幌市白石区）
  • Year and Date: 2015-05-27
• [Presentation] Chemo-enzymatic synthesis of polypeptide using exo-type carboxypepidase Y (2015)
  • Author(s): 新田祥子 岩本博行 沼田圭司
  • Organizer: 第64回高分子学会年次会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター (北海道札幌市）
  • Year and Date: 2015-05-27
• [Presentation] コアシェル型カメレオン粒子の創製と表面特性を利用した粒子の組織化 (2012)
  • Author(s): 斉藤岳志, 磯貝泰宏, 貝原祥子, 藤本啓二
  • Organizer: 第61回高分子年次会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2012-05-31
• [Presentation] 多様な吸収特性を有するゲル微粒子の作製と吸収放出制御に向けた機能化 (2012)
  • Author(s): 田中歩実, 貝原祥子, 藤本啓二
  • Organizer: 第61回高分子年次会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2012-05-30
• [Presentation] 有機無機複合化によるDNAナノ粒子の創製と機能化 (2012)
  • Author(s): 樺山成実, 山科拓也, ・福井有香, 貝原祥子, 藤本啓二
  • Organizer: 第61回高分子年次会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2012-05-29
• [Presentation] ミニエマルションを反応場とするナノ蛍光体の生成と重合による複合化微粒子の創製 (2012)
  • Author(s): 小澤ゆい, 福井有香, 貝原祥子, 藤本啓二
  • Organizer: 第61回高分子年次会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2012-05-29