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正負電荷を有する親水性アミノ酸、および疎水性アミノ酸を組み込んだペプチドを水に可溶化し適切なpHに調整するとβ-シートによる繊維化を示し、静電的相互作用によって繊維間を架橋し、ヒドロゲルとなった。ゲル化に必要なペプチドシーケンスや溶液条件の探索を行い、ペプチドライブラリーを構築した。アミノ酸側鎖の電荷はタンパク質や抗原・抗体など表面に電荷を有する分子の固定化場を提供する。本研究では種々のシーケンスで調製したペプチドライブラリーを構築し、形成されるヒドロゲル中への牛血清アルブミン(BSA)の固定化挙動を検討した。各ヒドロゲル中へのBSAの固定化量は、親水性残基の電荷バランスにより増減し、ヒドロゲル中でアニオン性を示すBSAは正電荷が優位なペプチドに多く固定化されることがわかった。さらに、正電荷が同じ数であっても配列の様式によっても固定化量に差異が生じ、β-シートの親水面の正電荷帯がどのように分布しているかによって固定化量が増減することが示唆された。つまり、BSAは電荷数と同時にペプチドの電荷パターンを認識する可能性を示し、標的物質の固定化やセンシングのためのペプチド設計における知見が多く得られた。
一方、本研究で一貫して取り組んできた「アレルゲン物質→薄膜構造の変化→色変化によるアレルゲン物質の検出」に関して、低分子が薄膜へ収着する挙動を色変化と重量変化から同時に評価可能な装置を開発し、薄膜中への低分子の収着に伴うミクロな変化量を検知することに成功した。以上より生体分子や微生物を検出するためのペプチド構造の設計指針を提示し、これらを検出する測定システムの開発に成功した。
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