| Project/Area Number |
23K26708
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| Project/Area Number (Other) |
23H02015 (2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 35010:Polymer chemistry-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
三浦 佳子 九州大学, 工学研究院, 教授 (00335069)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長尾 匡憲 九州大学, 工学研究院, 助教 (40904008)
松本 光 九州大学, 工学研究院, 助教 (00981482)
伊勢 裕彦 九州大学, 先導物質化学研究所, 准教授 (10324253)
檜垣 勇次 大分大学, 理工学部, 准教授 (40619649)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000)
Fiscal Year 2026: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
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| Keywords | 糖鎖高分子 / 高分子医薬 / 精密重合 / 分子認識 / 機械学習 / 免疫 / 星形高分子 / 自己組織化 / 糖鎖間相互作用 |
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| Outline of Research at the Start |
リビングラジカル重合などの精密高分子合成手法を用い、高分子の分子構造を制御して、ターゲットタンパク質を精密に認識する合成高分子、及び分子認識反応場の創製を行う。分子認識性高分子としては、糖鎖を側鎖に有する高分子である糖鎖高分子を用いる。ターゲットタンパク質に合わせて高分子の精密設計を行い、強く特異的な分子認識を行う高分子の創製、分子認識の物理化学的な作業機序の解析、機械学習を用いた分子認識性高分子の設計を行う。基礎的な分子認識性高分子の学理を構築すると同時に、幾つかの疾病に作用してこれを防除する高分子の開発を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、リビングラジカル重合法による精密重合法を用いることで、側鎖にある生理活性糖鎖の空間配置を自在に制御し、ターゲットタンパク質に対する相互作用を制御し、生体機能の制御、高分子医薬の開発を目指した研究を行った。
本年度研究では、先ず、糖鎖高分子の分子認識の基礎原理についての新しい知見を得た。生理活性糖であるマンノースを側鎖に配置した、メタクリレート、アクリレート、アクリルアミドといった異なる分子骨格の高分子を合成し、糖認識タンパク質コンカナバリンA（ConA）との相互作用を調べた。この時、殆ど同様である糖クラスターにおいても、分子認識能が異なり、これが分子に関わる物理化学的な要因であることが示唆された。また、このような知見は生体分子認識能の高度な調節機能と同様であると考えられた。
また、付加重合による高分子合成では、精密な分子シーケンスの制御が可能でも、その立体構造の制御は困難であった。糖鎖高分子のダイマーをクロマトグラフィーによって分離し、PEGと共に結合して糖鎖高分子として調製した。糖鎖の提示によって、分子認識能が異なることが示された。
３‘－シアリルラクトースを結合させた糖鎖高分子を合成して、シグレックEを介したタンパク質分解剤の開発について検討した。ビオチンで修飾した糖鎖高分子の精密合成を通じて、糖鎖高分子ストレプトアビジンを調製した。糖鎖高分子とシアリルオリゴ糖との相互作用に基づいて、細胞に対するタンパク質取り込みが認められた。
また、様々な高分子のRAFT重合法について検討し、カチオン、アニオンを含む合成において、通常の水溶液中の重合では収率が著しく低いことを明らかにした。その際、溶液中でのプロトン濃度の調整によって、カチオン性基質、例えばビニルイミダゾールの合成収率は向上することを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
前年度から始めた、糖鎖高分子の合成と解析に関する基礎研究は極めて順調に進んでいる。また、前年度不明であった、シグレックに対する糖鎖高分子の免疫抑制能のデータの非連続的な応答についても原因を明らかにして、新しいバイオ高分子の開発につなげている。合成の基礎データ、物性の基礎データが連動して、バイオ高分子の機能を基礎から応用まで結びつけることに成功している。研究は想定していたよりも順調に進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き糖鎖高分子の精密合成を通じた、バイオ機能性高分子の獲得を進める。 糖鎖高分子の精密合成、構造制御によって、タンパク質、細胞、細菌との分子認識能制御を行い、高分子医薬の開発を進める。また、分子認識に関する基礎的な原理の解明について物理化学的な側面から進める。
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