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精密重合を駆使した分子認識性糖鎖高分子の確立と高分子医薬の創製

研究課題

研究課題/領域番号 23K26708
補助金の研究課題番号 23H02015 (2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2023)
応募区分一般
審査区分 小区分35010:高分子化学関連
研究機関九州大学

研究代表者

三浦 佳子  九州大学, 工学研究院, 教授 (00335069)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2026年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2025年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2024年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワード糖鎖高分子 / 精密重合 / 分子認識 / 高分子医薬 / 機械学習 / 免疫 / 星形高分子 / 自己組織化 / 糖鎖間相互作用
研究開始時の研究の概要

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。

研究実績の概要

リビングラジカル重合を駆使した精密な高分子重合を駆使して、生体分子認識能を効率的に発揮できる、糖鎖高分子の開発を行った。合成高分子の精密合成を介した生体分子認識能の制御、トポロジーの設計と生体分子認識性の検討、機械学習の導入を検討した。
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を介した免疫抑制活性について検討した。シアリルラクトースを結合させたアクリルアミド型の糖鎖高分子について、糖鎖の側鎖比率と星形ポリマーによるトポロジーの違いを検討して、糖鎖高分子ライブラリーの合成を行った。免疫抑制能はマクロファージに対するNFκBの発現能の違いによって検討した。側鎖の糖鎖密度が50-70%、トポロジーでは星形高分子が優れた免役抑制能を発揮した。また、糖鎖高分子の分子末端に蛍光標識することで、細胞の表面に結合するだけでなくシグレックとの相互作用を介して細胞内に取り込まれていることも明らかになった。
また、糖鎖高分子としてマンノースを側鎖に有するメタクリレート型の高分子について、分子間相互作用を検討した。糖鎖高分子はカルシウム存在下で他の高分子には見られない強い分子間相互作用を示した。他の側鎖糖鎖や主鎖では相互作用は発現されず、特異的な分子間相互作用が示された。同時に、この高分子は、水溶液中と有機溶媒中での高分子の分子鎖の広がりが異なること示唆された。
糖鎖高分子の側鎖に種々の糖鎖を結合することで、ターゲットタンパク質との自発的な自己集合によって、オリゴ糖の機能を発揮することをこれまでに報告している。この時の糖鎖の組み合わせによって、オリゴ糖機能が発揮されるが、この時の機能について、側鎖の糖モノマーの比率を機械学習によって迅速最適化させた。ガラクトースとシアル酸を側鎖に持つ高分子のベイズ最適化によって、GM1類似機能の発現を確認した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

糖鎖高分子の合成と解析は順調に進んだ。今年までに取り組んでいた免疫抑制機能を発揮する高分子については、アッセイ方法を変更することで順調にアッセイが進んだ。また、機械学習については本年度から取り組んだが概ね順調に進めることができた。

今後の研究の推進方策

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。トポロジーによって細胞との分子認識作用に差異があると明らかになったことから、分担者およびより専門的な知識を有する者の共同研究も進める。また、分子認識能と高分子の自己組織化について関連が示唆されており、検討を進める。機械学習については評価方法の妥当性についても検討する情報学的な方法を導入する。

報告書

(1件)
  • 2023 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (36件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Continuous‐Flow Catalysis Using Phosphine‐Metal Complexes on Porous Polymers: Designing Ligands, Pores, and Reactors2024

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Hikaru、Iwai Tomohiro、Sawamura Masaya、Miura Yoshiko
    • 雑誌名

      ChemPlusChem

      巻: 89 号: 10

    • DOI

      10.1002/cplu.202400039

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of Cyclic Glycopolymers Molecular Mobility on their Interactions with Lectins2024

    • 著者名/発表者名
      Wenkang Jin, Masanori Nagao, Yusuke Kumon, Hikaru Matsumoto, Yu Hoshino, Yoshiko Miura
    • 雑誌名

      ChemPlusChem

      巻: -

    • DOI

      10.1002/cplu.202400136

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] De Novo designed glycopolymer by the precise polymer synthesis2023

    • 著者名/発表者名
      Y Miura, M Nagao, H Matsumoto
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 53 号: 2

    • DOI

      10.1093/chemle/upad012

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Design of Glycopolymers for Controlling the Interactions with Lectins2023

    • 著者名/発表者名
      M Nagao, H Matsumoto, Y Miura
    • 雑誌名

      Chemistry-An Asian Journal

      巻: 18 号: 19 ページ: 19-19

    • DOI

      10.1002/asia.202300643

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sheltering Mono‐P‐Ligated Metal Complexes in Porous Polystyrene Monolith:Effect of Aryl Pendant Stabilizers on Catalytic Durability2023

    • 著者名/発表者名
      H Matsumoto, Y Hoshino, T Iwai, M Sawamura, Y Miura
    • 雑誌名

      Chemistry-A European Journal

      巻: 29 号: 55 ページ: 55-55

    • DOI

      10.1002/chem.202301847

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 機能性高分子を利用した化学工学の展開2024

    • 著者名/発表者名
      三浦 佳子
    • 学会等名
      化学工学会第89年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 機械学習手法を用いた高分子固定化触媒の開発2024

    • 著者名/発表者名
      三浦 佳子、周 新程、松本 光、長尾 匡憲
    • 学会等名
      化学工学会第89年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 無溶媒メカノケミカル有機合成における高分子担持触媒の開発と再利用の検討2024

    • 著者名/発表者名
      廣石 健人、松本 光、長尾 匡憲、三浦 佳子
    • 学会等名
      化学工学会第89年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 高い光透過性を有した光触媒固定化ゲルによるフロー合成2024

    • 著者名/発表者名
      西村 和也、松本 光、長尾 匡憲、三浦 佳子
    • 学会等名
      化学工学会第89年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] De Novo designed glycopolymers2023

    • 著者名/発表者名
      Y.Miura
    • 学会等名
      ISBOC-13
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Anti-inflammatory effect in macrophage-like cells with sialy oligosaccharide carrying star glycopolymers2023

    • 著者名/発表者名
      H,Shiomitsu, T.Ishida, H.Matsumoto, M.Nagao, H.Ise, Y.Miura
    • 学会等名
      ISBOC-13
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Catalyst immobilized polymer monolith for continuous flow synthesis2023

    • 著者名/発表者名
      Y.Miura,H.Matsumoto,M.Nagao
    • 学会等名
      C&FC2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis by Polymer Monoliths with Immobilised Organocatalysts2023

    • 著者名/発表者名
      H.Shigeeda, M.Nagao, Y.Miura
    • 学会等名
      20thAPCChE Congress
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoreduction of CO2 by monoliths incorporating iron porphyrins2023

    • 著者名/発表者名
      S.Furusawa,M.Nagao,Y.Miura
    • 学会等名
      20thAPCChE Congress
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 両親媒性糖鎖高分子の水中における自己収縮性評価2023

    • 著者名/発表者名
      木付遥子、松本光、長尾匡憲、三浦佳子
    • 学会等名
      九州地区高分子若手会・冬の講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 無溶媒メカノケミカル有機合成における固定化触媒の開発2023

    • 著者名/発表者名
      廣石 健人、松本 光、長尾 匡憲、三浦 佳子
    • 学会等名
      九州地区高分子若手会・冬の講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 機会学習を用いたGM1 模倣体の最適糖導入比の決定2023

    • 著者名/発表者名
      中原 旺祐、松本 光、長尾 匡憲、三浦 佳子
    • 学会等名
      九州地区高分子若手会・冬の講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ポルフィリンRAFT 剤を用いたポリマーによる二酸化炭素の光還元2023

    • 著者名/発表者名
      江田稜平、松本光、長尾匡憲、三浦佳子
    • 学会等名
      九州地区高分子若手会・冬の講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] フロー光化学合成を指向した高光透過性ゲル触媒の開発2023

    • 著者名/発表者名
      西村和也、松本光、長尾匡憲、三浦佳子
    • 学会等名
      九州地区高分子若手会・冬の講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Click 反応による糖の側鎖導入を目指した環状高分子の精密合成2023

    • 著者名/発表者名
      公文悠介、松本光、長尾匡憲、三浦佳子
    • 学会等名
      九州地区高分子若手会・冬の講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 両親媒性高分子の水中での自己収縮に伴う運動性の制御と分子認識2023

    • 著者名/発表者名
      長尾 匡憲、吉松 大地、三浦 佳子
    • 学会等名
      第72回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] フォールディング構造によって運動性が制御された合成高分子と標的タンパク質との結合評価2023

    • 著者名/発表者名
      吉松 大地、松本 光、長尾 匡憲、三浦 佳子
    • 学会等名
      第72回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] カルシウムイオンを介したマンノース間相互作用の評価2023

    • 著者名/発表者名
      洲村 知弥、松本 光、長尾 匡憲、三浦 佳子
    • 学会等名
      第72回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 星型糖鎖高分子を用いたマクロファージ様細胞に対する炎症抑制の検討2023

    • 著者名/発表者名
      塩満 明佳、石田 尚斗、長尾 匡憲、伊勢 裕彦、三浦 佳子
    • 学会等名
      第72回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 不凍タンパク質を模倣した両親媒性高分子が示す凍結保護効果の解析2023

    • 著者名/発表者名
      田中 柊也、長尾 匡憲、三浦 佳子、松本 光
    • 学会等名
      第72回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] TEMPO固定化高分子モノリスによるアルコール酸化における連続流通式リアクターの反応特性2023

    • 著者名/発表者名
      三浦 佳子、井本 知希、松本 光、長尾 匡憲
    • 学会等名
      化学工学会第54回秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ポリスチレンモノリス内で安定化されたホスフィン-パラジウム錯体による触媒的フロー合成2023

    • 著者名/発表者名
      松本 光、星野 友、岩井 智弘、澤村 正也、三浦 佳子
    • 学会等名
      化学工学会第54回秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ベイズ最適化を利用した高分子モノリス触媒の開発2023

    • 著者名/発表者名
      周 新程、松本 光、長尾 匡憲、三浦 佳子
    • 学会等名
      化学工学会第54回秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 固定化光触媒を充填したリアクターによる分子量が制御された高分子のフロー合成2023

    • 著者名/発表者名
      堀江 彩、松本 光、長尾 匡憲、三浦 佳子
    • 学会等名
      化学工学会第54回秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] シアリルオリゴ糖―糖鎖高分子を用いたマクロファージ様細胞に対する炎症抑制効果検討2023

    • 著者名/発表者名
      三浦 佳子、石田 尚斗、塩満 明佳、長尾 匡憲
    • 学会等名
      第42回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 水中における両親媒性合成高分子の自己収縮と分子認識2023

    • 著者名/発表者名
      長尾 匡憲、吉松 大地、三浦 佳子
    • 学会等名
      第33回バイオ・高分子シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 両親媒性高分子が示す凍結保護効果のスクリーニング解析2023

    • 著者名/発表者名
      田中 柊也、松本 光、長尾 匡憲、三浦 佳子
    • 学会等名
      第33回バイオ・高分子シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 金属イオンを介したマンノース間相互作用の評価2023

    • 著者名/発表者名
      洲村 知弥、松本 光、長尾 匡憲、三浦 佳子
    • 学会等名
      第33回バイオ・高分子シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] フォールディング構造によって運動性が制御された合成高分子と標的タンパク質との結合評価2023

    • 著者名/発表者名
      吉松 大地、松本 光、長尾 匡憲、三浦 佳子
    • 学会等名
      第33回バイオ・高分子シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] カルシウムイオンを介した糖鎖間相互作用の評価2023

    • 著者名/発表者名
      洲村 知弥、長尾 匡憲、三浦佳子
    • 学会等名
      第60回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 鉄ポルフィリンを組み込んだ 多孔質高分子によるCO2の光還元2023

    • 著者名/発表者名
      古澤 聖太、長尾 匡憲、三浦 佳子
    • 学会等名
      第60回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 有機分子触媒を固定化した多孔質高分子モノリスによるフロー合成2023

    • 著者名/発表者名
      重枝 春孝、三浦 佳子、長尾 匡憲、松本 光
    • 学会等名
      第60回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Correlation between percent collapse of self-folding amphiphilic polymers and their molecular flexibility2023

    • 著者名/発表者名
      M.Nagao, Y. Miura
    • 学会等名
      第72回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of the interactions between glycopolymers through the metal ions2023

    • 著者名/発表者名
      T.Sumura, M.Nagao, Y. Miura
    • 学会等名
      第72回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of star glycopolymers with sialic acid and evaluation of the immunosuppression activity2023

    • 著者名/発表者名
      H.Shiomitsu, T.Ishida, M.Nagao, H.Ise, Y. Miura
    • 学会等名
      第72回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of cyclic glycopolymer and evaluation of the interaction with target proteins2023

    • 著者名/発表者名
      WENKANG JIN, M.Nagao, Y.Miura
    • 学会等名
      第72回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 九州大学大学院工学研究院化学工学部門三浦研究室

    • URL

      http://www.chem-eng.kyushu-u.ac.jp/lab9/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 九州大学大学院工学研究院化学工学部門 三浦佳子 研究者情報

    • URL

      https://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K003608/index.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2023-04-18   更新日: 2024-12-25  

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