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機能糖鎖を配向集積した新規バイオインターフェースの創出

研究課題

研究課題/領域番号 20380104
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 木質科学
研究機関九州大学

研究代表者

北岡 卓也  九州大学, 大学院・農学研究院, 准教授 (90304766)

研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
2009年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2008年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
キーワード糖鎖 / 酵素反応 / 自己組織化 / 分子配向制御 / 細胞培養 / バイオインターフェース / 表面・界面物性 / 生体材料
研究概要

細胞表面は糖鎖で覆われており、その構造と機能を模倣した糖鎖系細胞培養基材の開発が希求されている。本研究では、独自の「非水系糖鎖合成技術」と「構造性糖鎖造膜技術」により、細胞表面と直接相互作用する糖鎖系バイオインターフェースの開発を推進している。本年度は、樹木糖鎖のナノ構造化素子機能を深化させるため、糖鎖素子と機能糖を含むヘテロ糖や疎水性配糖体の合成と配向固定化による「界面ナノ構造制御」の検討を開始した。なお、科学研究費補助金若手研究(S)21678002「ナノ構造化糖鎖素子を介した機能糖鎖集密化バイオマテリアルの創出」に採択されたため、本研究は平成21年5月11日付けで中止した(廃止承認年月日平成21年9月7日)。
1.非水系酵素反応による糖鎖・配糖体合成
セルラーゼ粗酵素(Trichoderma reesei)を精製して得たセロビオヒドラーゼ(Cel7A,Cel7B)を用いて詳細な活性測定を行った結果、非プロトン性極性溶媒中での酵素活性は水系の約5%であった。しかし、N-Acryloxysuccinimideによる表面改質で大幅に改善できる可能性が示唆された。次に、疎水性アルコールを溶解する非プロトン性極性溶媒のDMI中で、界面活性剤被覆酵素による直接配糖化を試み、ドデカノールの一段階ラクトシル化に成功した。
2.W/Oエマルションを反応場とする金ナノ粒子合成
ドデカン中でAOTを用いてN-メチルモルフォリン-N-オキシドを水相に内包する逆ミセルを生成し、W/Oエマルション内部で金ナノ粒子の合成に成功した。バルク系と比べて粒径を揃えることができ、糖鎖修飾も可能であった。
3.生理活性糖構造膜の構造解析
生理活性糖鎖のキチン・キトサン・ヒアルロン酸のオリゴマーを用いて、水晶振動子マイクロバランス測定による造膜モニタリングを行った。1平方nmあたり0.1-0.3本の糖鎖導入が確認された。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (20件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Preparation of lactose-modified cellulose films by a nonaqueous enzymatic reaction and their biofunctional characteristics as a scaffold for cell culture2009

    • 著者名/発表者名
      Esaki, K., et al.
    • 雑誌名

      Biomacromolecules 10

      ページ: 1265-1269

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of cellobiose-conjugated polyacrylamide and its interaction with a cellulose matrix for papermaking application2009

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., et al.
    • 雑誌名

      Sen'i Gakkaishi 65

      ページ: 212-217

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Retention and paper-strength characteristics of anionic polyacrylamidesconjugated with carbohydrate-binding modules2009

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., et al.
    • 雑誌名

      BioResources 4

      ページ: 234-244

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface modification of a solid-state cellulose matrix with lactose by asurfactant-enveloped enzyme in a nonaqueous medium2009

    • 著者名/発表者名
      Egusa, S., et al.
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry 19

      ページ: 1836-1842

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation and characteristics of anionic polyacrylamides containing directdye with a high affinity for cellulose2009

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., et al.
    • 雑誌名

      BioResources 4

      ページ: 497-508

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of lactose-modified cellulose films by a nonaqueous enzymaticreaction and their biofunctional characteristics as a scaffold for cell culture2009

    • 著者名/発表者名
      Esaki, K., et al.
    • 雑誌名

      Biomacromolecules 10(in press)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biofunctionality of self-assembled nanolayers composed of cellulosic polymers2008

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., et al.
    • 雑誌名

      Carbohydrate Polymers 74

      ページ: 666-672

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Specific interaction acting at a cellulose-binding domain/cellulose interface forpapermaking application2008

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., et al.
    • 雑誌名

      BioResources 3

      ページ: 1030-1041

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of gold nanoparticles for in situ conjugation with structuralcarbohydrates2008

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., et al.
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition 47

      ページ: 9866-9869

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Cellulose model surfaces of different crystalline characteristics and theirevaluation in enzyme adsorption and hydrolysis2009

    • 著者名/発表者名
      Suchy, M., et al.
    • 学会等名
      237th American Chemical Society National Meeting
    • 発表場所
      Salt Lake City
    • 年月日
      2009-03-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Novel synthesis of gold nanoparticles for in situ conjugation with variouscarbohydrates via an NMMO-mediated redox reaction2009

    • 著者名/発表者名
      Kitaoka, T., et al.
    • 学会等名
      237th American Chemical Society National Meeting
    • 発表場所
      Salt Lake City
    • 年月日
      2009-03-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 非水系セルロース合成反応におけるセルラーゼの触媒機構2009

    • 著者名/発表者名
      江草静香ら
    • 学会等名
      化学工学会第74年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2009-03-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] キチン分子配向膜のナノ構造設計および界面特性2009

    • 著者名/発表者名
      吉池由佳ら
    • 学会等名
      第59回日本木材学会大会
    • 発表場所
      松本
    • 年月日
      2009-03-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 非水系酵素反応によるセルロース膜の糖鎖修飾とバイオインターフェース機能2009

    • 著者名/発表者名
      江寄慶ら
    • 学会等名
      第59回日本木材学会大会
    • 発表場所
      松本
    • 年月日
      2009-03-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] アミンオキシド系反応場での金ナノ粒子合成とin situ糖鎖修飾2009

    • 著者名/発表者名
      横田慎吾ら
    • 学会等名
      第59回日本木材学会大会
    • 発表場所
      松本
    • 年月日
      2009-03-15
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 非水系酵素反応を利用した疎水性アルコールからの配糖体合成2009

    • 著者名/発表者名
      奥谷友理ら
    • 学会等名
      第59回日本木材学会大会
    • 発表場所
      松本
    • 年月日
      2009-03-15
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] セルロース系自己組織化薄膜のナノ構造解析と界面機能2008

    • 著者名/発表者名
      横田慎吾ら
    • 学会等名
      セルロース学会第15回年次大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2008-07-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 非水系酵素触媒反応によるラクトオリゴ糖および配糖体の合成2008

    • 著者名/発表者名
      奥谷友理ら
    • 学会等名
      セルロース学会第15回年次大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2008-07-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] セルラーゼ/ポリマー複合体による非水系セルロース合成2008

    • 著者名/発表者名
      小川由紀子ら
    • 学会等名
      セルロース学会第15回年次大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2008-07-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 非水系酵素触媒反応を利用した糖鎖合成と構造・機能解析2008

    • 著者名/発表者名
      江草静香ら
    • 学会等名
      セルロース学会第15回年次大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2008-07-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 糖鎖修飾金ナノ粒子の合成と細胞センシングに向けた機能設計2008

    • 著者名/発表者名
      吉山千春ら
    • 学会等名
      第45回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州
    • 年月日
      2008-07-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 非水系酵素反応を利用したラクトースからの非天然オリゴ糖合成と材料機能設計2008

    • 著者名/発表者名
      奥谷友理ら
    • 学会等名
      第45回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州
    • 年月日
      2008-07-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 糖鎖修飾セルロース膜の表面モルフォロジーと細胞培養特性2008

    • 著者名/発表者名
      江寄慶ら
    • 学会等名
      繊維学会2008年次大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-06-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 非水系酵素触媒反応によるオリゴ糖合成と構造解析2008

    • 著者名/発表者名
      江草静香ら
    • 学会等名
      繊維学会2008年次大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-06-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 分子鎖ベクトルを制御した多糖ナノ薄膜のバイオインターフェース機能2008

    • 著者名/発表者名
      横田慎吾ら
    • 学会等名
      繊維学会2008年次大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-06-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] NMMO/H_2O系におけるセルロース/金ナノ粒子複合体の調製2008

    • 著者名/発表者名
      横田慎吾ら
    • 学会等名
      繊維学会2008年次大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-06-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Nonaqueous enzymatic synthesis of biofunctional glycomaterials bysurfactant-enveloped enzymes2008

    • 著者名/発表者名
      Kitaoka, T.
    • 学会等名
      235th American Chemical Society National Meeting
    • 発表場所
      New Orleans
    • 年月日
      2008-04-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Biofunctional cellulosic nanomaterials designed by self-assembly2008

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., et al.
    • 学会等名
      235th American Chemical Society National Meeting
    • 発表場所
      New Orleans
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Nonaqueous enzymatic polymerization of bioactive sugars bysurfactant-enveloped enzymes2008

    • 著者名/発表者名
      Egusa, S., et al.
    • 学会等名
      235th American Chemical Society National Meeting
    • 発表場所
      New Orleans
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://bm.wood.agr.kyushu-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://bm.wood.agr.kyushu-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

URL: 

公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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