| 研究課題/領域番号 |
20K05636
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分35020:高分子材料関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
土屋 康佑 京都大学, 工学研究科, 特定准教授 (40451984)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | ポリペプチド / 双性イオン / セルロース / 酵素 / 細胞壁 / zwitterion |
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| 研究開始時の研究の概要 |
セルロースはサステイナブルな高機能材料として注目を集める素材であるが、不溶・不融であることから、材料へ応用するためには改質が必要不可欠である。本研究では、酵素を利用したポリペプチド合成法である化学酵素重合を利用して、セルロース可溶性のイオン液体に類似した構造を持つzwitterion型ポリペプチドの合成を行う。得られたポリペプチドをセルロースと特異的に相互作用させることで、植物の細胞壁に見られるような緻密な階層構造を持ったセルロース複合材料の構築を可能とする技術の創製を目指す。
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| 研究成果の概要 |
酵素を利用した化学酵素重合法を利用して、セルロース結晶を溶解するイオン液体に類似したzwitterion構造を取り入れたポリペプチドを新規に設計・合成した。得られたzwitterion型ポリペプチドの水溶液は、作用させることでセルロース結晶を効果的に解離することができることが分かった。また、植物培養細胞へ作用させると細胞壁のセルロースネットワークを緩める働きがあることも明らかとなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発されたzwitterion型ポリペプチドは、不溶不融で成型加工性に乏しいセルロースの結晶を効果的に解離することが可能であり、セルロースの化学構造を改変することなく簡便に加工する技術として産業的に有用性が高い。また、細胞毒性をほとんど示さずに植物細胞壁のセルロースネットワークを緩めることができ、植物細胞への効率的な物質輸送など植物科学分野への応用も期待できる。
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