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本研究は超高純度カーボンナノチューブを用いて、カーボンナノチューブ表面上で形成されるタンパク質コロナの形成機構を解き明かすことを目的としている。カーボンナノチューブなどのナノ粒子は環境中から生体内に取り込まれた直後にタンパク質に覆われ、タンパク質コロナと呼ばれる構造を形成する。タンパク質コロナはナノ粒子の生体内動態を決定づける因子であり、ナノ粒子の安全性と深く関わっているため、タンパク質コロナの形成機構を明らかにすることは、ナノ粒子の潜在的な有害性を分子レベルで理解することにつながる。
本年度は予定通り、昨年度までに分子動力学計算で明らかとなったカーボンナノチューブとアミノ酸の親和性を実験的に検証した。各種アミノ酸から構成されたオリゴペプチドを用いて、カーボンナノチューブに対する吸着力を実験的に測定したところ、芳香族に対する親和性（アロマフィリシティ）が高いアミノ酸を含有するペプチドがカーボンナノチューブに対して高い親和性を示すことが明らかになった。この結果は分子動力学計算の結果と一致している。このように、カーボンナノチューブ表面でのタンパク質コロナの形成は、分子動力学計算で十分に予測できることが実証された。今後、このような手法をタンパク質コロナ形成の予測に実装することがナノ粒子の有害性の理解と安全性の担保につながる。さらに、本知見は、カーボンナノチューブとタンパク質の複合材料の開発へも応用可能である。本年度は、これらの研究に加えて、ナノサイズのタンパク質凝集体表面上におけるタンパク質コロナの形成原理についても調査を行った。今後、これらの知見をさらに広げていくことで、ナノ粒子全般におけるタンパク質コロナ形成機構の理解が深まっていくと期待される。
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