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2017 年度 実績報告書

らせん性多糖を活用した新規スマートマテリアルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K05491
研究機関崇城大学

研究代表者

田丸 俊一  崇城大学, 工学部, 教授 (10454951)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード超分子化学 / らせん構造 / 多糖 / 自己組織化 / 耐性菌
研究実績の概要

本研究課題では、三重らせん形成能をもつβ-1,3-グルカン類が示す、物質捕捉能を利用して機能性分子の秩序的複合化や分子集積などへの活用と目指すものである。
β-1,3-グルカンの一つである、カードランの側鎖に最も一般的な抗生物質の一つであるバンコマイシンを導入したバンコマイシン修飾カードラン(VGC)を合成した。予め合成したバンコマイシン誘導体をHuisgen環化反応を用いてアジド修飾カードランへと導入することで、バンコマイシン導入率が異なるVGCを効率的に合成することに成功した。低導入率のVGCは水に対する溶解性が若干劣るものの、三重らせん形成能を保持していることが確認された。一方、高導入率のVGCは比較的高い水溶性を示したものの、嵩高いバンコマイシンの立体的影響のため、三重らせん構造形成能を喪失していた。これらのVGCの抗菌活性を評価したところ、低導入率のVGCは満足な抗菌活性を示すことはなかったのに対して、高導入率のVGCはバンコマイシン対戦菌に対して、バンコマイシンに匹敵する抗菌活性を発現した。以上の結果は、1)多糖鎖に導入するために施したバンコマイシンへの化学修飾により、抗菌活性が低下するが、2)十分な密度のバンコマイシンを多糖上に集積させる事で、マルチバレンと効果に基づく抗菌活性の向上が期待される事を示唆している。バンコマイシンの導入率を最適化することで、三重らせん構造形成による高集積化が期待でき、高い抗菌活性を実現するVGCの開発が期待される。
さらに、低導入率のVGCは蛍光性ポリマーやカーボンナノチューブをらせん構造に巻き込んで、錯体を形成することが確認された。前者はVGCを利用した簡便な病原性菌の検出に、後者はカーボンナノチューブが近赤外光照射により発する活性酸素を利用した除菌、滅菌を実現する系として興味深い。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 抗生物質導入β-1,3-グルカン誘導体の開発と機能2018

    • 著者名/発表者名
      木村まい・石田勝守・田丸俊一・新海征治
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] 多糖類を媒とした発光材料の開発研究2018

    • 著者名/発表者名
      川内智子・田丸俊一・新海征治
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] 半人工分岐多糖を利用した階層性分子集積体の構築2017

    • 著者名/発表者名
      川内智子・田丸俊一・新海征治
    • 学会等名
      第54回化学関連支部合同九州大会
  • [学会発表] 生理活性物質を導入したβ-1,3-グルカン誘導体の開発と機能2017

    • 著者名/発表者名
      木村まい・田丸俊一・新海征治
    • 学会等名
      第54回化学関連支部合同九州大会
  • [学会発表] 包摂能を有する多糖からなる刺激応答材料の開発研究2017

    • 著者名/発表者名
      田中亜弥・田丸俊一・新海征治
    • 学会等名
      第54回化学関連支部合同九州大会
  • [学会発表] Development and properties of beta;-1,3-glucan derivatives possessing physiologically active compounds2017

    • 著者名/発表者名
      Mai Kimura, Shun-ichi Tamaru, Seiji Shinkai
    • 学会等名
      30th International Symposium on Chemical Engineering
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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