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2015 年度 実績報告書

高分子ナノ複合体による革新的生体分子機能操作

研究課題

研究課題/領域番号 15H01807
研究機関東京工業大学

研究代表者

丸山 厚  東京工業大学, 大学院生命理工学研究科, 教授 (40190566)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2020-03-31
キーワード高分子電解複合体 / ペプチド / 脂質膜 / フォールディング / ナノ複合体
研究実績の概要

生体高分子の機能発現には、その高次構造形成が重要な役割を果たす。さらに、高次構造の転移がシグナル伝達、物質輸送、物質合成などの高度な生体機能の基幹となっている。従って、高次構造の形成と構造間の転移を制御する方法論が、生体分子の効果的な活用に不可欠になる。本研究課題では、申請者がカチオン性くし型共重合体と核酸とのナノ会合体形成で独自に見いだした核酸シャペロン活性発現機序を追求するとともに、その知見をペプチドの構造機能制御に活かすべく系統的に研究を展開し、した。本園度は、膜破壊性ペプチドに対する効果を、共重合体の構造・機能相関から考察し、またペプチド構造の活性に及ぼす影響を検討した。そのために、これまで主に用いたポリアリルアミングラフト共重合体に加え、ポリリシングラフト共重合体、ポリオルニチングラフト共重合体およびポリビニルアミングラフト共重合体を作成し、その両親媒性ペプチドとの相互作用を評価した。その結果、ペプチドとの相互作用はポリアリルアミングラフト共重合体でもっとも効果が高く、主鎖高分子の疎水性が重要である事が示唆された。また、ペプチドの配列の機能発現に対する効果より、適度のαヘリックス含量で疎水性度が高いペプチドで高い活性が観察された。

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

当初の計画通り、以下の知見が得られた。
1)新規の共重合体を合成し、ペプチドの機能発現に及ぼす共重合体の活性・構造相関について知見が得られた。
2)ペプチド構造の活性二及ぼす影響を検討し、活性を高める上での二次構造、親疎水性度に関する知見を得られた。

今後の研究の推進方策

以下の項目を推進する。
1)さらに効果的にペプチドを活性化する材料設計を目的に、新たなグラフト共重合体の合成を行う
特に共重合体とペプチドとの相互作用増強のため、カチオン基として一級アミノ基以外の官能基を導入する。
2)ペプチドとして配列以外に、鎖長あるいはペプチドの化学修飾による機能強化を図る。
3)脂質膜破壊活性を利用した細胞内デリバリー法を検討する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Inter-polyelectrolyte nano-assembly induces folding and activation of functional peptides2015

    • 著者名/発表者名
      N. Shimada, H. Kinoshita, S, Tokunaga, T. Umegae, N. Kume, W. Sakamoto, A. Maruyama
    • 雑誌名

      J. Controlled Rel.

      巻: 218 ページ: 45-52

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2015.10.001

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] DNA microenvironment monitored by controlling redox blinking2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kawai, K. Higashiguchi, A. Maruyama, T. Majima
    • 雑誌名

      BioPhysBio

      巻: 16 ページ: 3590-3594

    • DOI

      10.1002/cphc.201500793

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] MNAzyme-catalysed nucleic acid detection enhanced by a cationic copolymer2015

    • 著者名/発表者名
      J. Gao, N. Shimada, A. Maruyama
    • 雑誌名

      Biomater. Sci,

      巻: 3 ページ: 716-720

    • DOI

      10.1039/C4BM00449C

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Triple helix conformation-specific blinking of Cy3 in DNA2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kawai, A. Maruyama
    • 雑誌名

      K. Kawai, A. Maruyama

      巻: 51 ページ: 4861-4864

    • DOI

      10.1039/C5CC00607D

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Interpolyelectrolyte nanoassemly to engineer DNA, peptides, and lipids2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Maruyama
    • 学会等名
      Self-assembled Biofunctional Nanomaterials (#433), Pacifichem 2015
    • 発表場所
      米国
    • 年月日
      2015-12-19 – 2015-12-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Enhancement of DNA enzyme activity by nano-assembling with cationic copolymers2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Maruyama
    • 学会等名
      Organic, Inorganic and Hybrid Nanoparticles: Synthesis, Characterization, and Applications (#23), Pacifichem 2015
    • 発表場所
      米国
    • 年月日
      2015-12-19 – 2015-12-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] バイオ分子の個性を輝かせるソフト高分子複合体2015

    • 著者名/発表者名
      丸山厚
    • 学会等名
      日本化学会コロイドおよび界面化学部会先端技術講座
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-12-02 – 2015-12-02
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 新しい感温性バイオマテリアルとしての側鎖尿素高分子2015

    • 著者名/発表者名
      丸山厚
    • 学会等名
      附置研究所間アライアンスによるナノとマクロをつなぐ物質・デバイス・システム創製戦略プロジェクト
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-11-13 – 2015-11-13
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] MNAzyme-catalyzed Nucleic Acid Detection Enhanced by a Cationic Copolymer2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Maruyama
    • 学会等名
      The 3rd China-Japan Symposium on Nanomedicine
    • 発表場所
      北京
    • 年月日
      2015-06-19
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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