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2019 年度 実績報告書

高分子鎖を介して多重連結されたヘモグロビン集合体の合成と体内酸素運搬機能の評価

研究課題

研究課題/領域番号 17K01367
研究機関奈良県立医科大学

研究代表者

松平 崇  奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (20570998)

研究分担者 酒井 宏水  奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (70318830)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード血液代替物 / 高分子 / ヘモグロビン
研究実績の概要

本研究では、輸血用赤血球の代替となり得る人工酸素運搬体として、生体適合性が高い高分子鎖を介して多重連結されたヘモグロビン(Hb)集合体(polymer-multilinked Hb assembly; PML-Hbs)の創製を目的としている。Hbが生理的条件下で安定なα2β2 四量体構造を形成しており、2つのαβサブユニットに解離した状態との結合解離平衡状態にあることは、よく知られた事実である。このHbの解離平衡を利用し、令和元年度にはHbの2つのβ鎖を高分子量で単分散のPEGで結合することで、Hbを重合単位に持つ超分子会合体(超分子Hbポリマー)を形成させることに成功した。さらに、続いてα2β2 四量体の分子内架橋を行うことで、形成された超分子Hbポリマーを固定化し、規則的な配列を持つPML-Hbsの効率的な合成を実現した。令和2年度は、前年度までの知見を基に、PEGの化学構造を変えて複数種類のPML-Hbsを合成した。その結果、PEGの鎖長とHbモノマー濃度が、形成される超分子Hbポリマーの重合度を決定する重要な要素であることを見出した。この知見は国内学会発表(1件)と、国際学会発表(3件)を通じて発信され、うち1件の国際学会(2019-ISBS-XVII)ではYoung Excellent Abstract Awardsを受賞した。
このように、超分子化学の手法を人工酸素運搬体の合成に応用した例は他に類を見ず、様々な三次元構造を持つPML-Hbsを合成する方法を拓いたといえる。本研究の成果は2報の学術論文として科学雑誌に掲載され、うち1報は雑誌のSupplementary coverに採用された。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Ring-opening polymerization of hemoglobin2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Matsuhira, Keizo Yamamoto, Hiromi Sakai
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: 20(4) ページ: 1592-1602

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.8b01789

    • 査読あり
  • [学会発表] Supramolecular Ring-Opening Polymerization of Hemoglobin and Subsequent Fixation Using Site-Specific Cross-Linking within α2β2 Tetramers2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi MATSUHIRA, Keizo YAMAMOTO, Hiromi SAKAI
    • 学会等名
      The 17th International Symposium of Blood Substitutes & Oxygen Therapeutics (XVII-ISBS-2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantification of Hybrid α2β2 Tetramer Formed by Spontaneous Exchange of Dimeric αβ Subunits between PEGylated and Native Hemoglobins Using Intra-Molecular Cross-Linking2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi MATSUHIRA, Keizo YAMAMOTO, Hiromi SAKAI
    • 学会等名
      The 17th International Symposium of Blood Substitutes & Oxygen Therapeutics (XVII-ISBS-2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Covalent Fixing of Supramolecular Hemoglobin Polymer Using Site-Selective Intra-Molecular Subunit Cross-Linking2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi MATSUHIRA, Keizo YAMAMOTO, Hiromi SAKAI
    • 学会等名
      15th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry (ISABC15)
    • 国際学会
  • [学会発表] 環状ヘモグロビンモノマーの超分子開環重合における環サイズの影響2019

    • 著者名/発表者名
      松平崇、山本惠三、酒井宏水
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [図書] Nanobiotherapeutics Based Blood Substitutes, Eds. T.M.S. Chang, J. Jahr, H, Sakai2020

    • 著者名/発表者名
      Takashi Matsuhira, Keizo Yamamoto, Hiromi Sakai
    • 総ページ数
      in press
    • 出版者
      World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., Singapore
  • [備考] 酒井研究室ー研究内容ーヘモグロビンのαβサブユニット交換反応

    • URL

      http://www.naramed-u.ac.jp/~chem/invest_modify_Hb.html

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公開日: 2021-01-27  

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