| 研究課題/領域番号 |
18K04842
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
中澤 光 東北大学, 工学研究科, 助教 (40584991)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 銀ナノ粒子 / キチナーゼ / 高密度提示 / 高活性化 / 安定化 / 酵素ライブラリー / 抗真菌剤 |
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| 研究実績の概要 |
一昨年、欧米やアジアで初めて真菌症パンデミック（世界的流行）が起こった.真菌症は、細菌やウイルス感染に比較して、人間の細胞に近いため、パンデミックが起こった場合甚大な被害となる。耐性を持ちにくい新たな作用機序の抗真菌剤の開発が望まれている。
本申請では、この独自のクラスター化設計技術を進化させ、それ自身が高い抗真菌活性を有し、耐性が起きにくい銀ナノ粒子を土台として、その表面に古くから天然の抗真菌剤として機能しつづけている耐性を持ちにくい酵素（キチナーゼ）をライブラリー化し、様々な比率でクラスター化することで、使用環境にあわせてオーダーメイド可能な、50倍に抗真菌活性を増強するナノバイオ抗真菌剤を提案する。
研究実施計画では令和元年度はそれまで順調に進んでいたステップ１－３「銀ナノ粒子へのキチナーゼの提示による活性向上の基礎研究」を基盤に、「ステップ４」キチナーゼ以外の抗菌・抗ウイルス酵素の銀ナノ粒子への提示を行う予定であった。しかしながら、依然として、昨年度から問題となっていた、安定して同じ形および同じ表面積の銀ナノ粒子を作製することが難しいことによる、キチナーゼ活性の向上率のばらつきや沈殿がみられた。研究の土台となる重要な部分であり、以前に金ナノ粒子や量子ドットおよび磁性粒子にて酵素提示を行った場合においても、粒子の劣化により活性向上率が低下し、良質の粒子であれば飛躍的な活性の向上に成功することから、この部分の技術開発ができれば、のちの研究は成功すると信じて、当初の予定を中断し、方針変換して粒子の安定作製に注力して研究を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
銀ナノ粒子の安定作製に苦戦しており、おそらくは銀ナノ粒子表面における構造のばらつきによって、キトサナーゼの活性の向上がまちまちになる問題が起きた。
本来ならば「ステップ４」キチナーゼ以外の抗菌・抗ウイルス酵素の銀ナノ粒子への提示を行う予定であったが、変更し粒子の安定作製の方法を詳細に検討したことからやや遅れているとした。
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| 今後の研究の推進方策 |
安定した表面積の銀ナノ粒子合成技術の開発がキーとなることから、引き続き継続して力を入れて行っていく。しかしながら残り一年であることを鑑み、現時点の活性向上率で妥協し、多種のキチナーゼの提示、およびほかの抗菌・抗ウイルス酵素の提示も並行して進める。キチナーゼ結合ドメインを発現させ、キチナーゼと同時に提示することによって近接および多価効果によって飛躍的活性向上を試みる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
キチナーゼの活性向上を示す銀ナノ粒子の最適合成条件の開発に時間がかかっており、最も資金が必要な酵素遺伝子ライブラリーの購入に助成金を使えていない。本年は最終年度であり、時間がないことから、最大活性を示す条件にこだわらず、酵素ライブラリーを購入し、実際に様々な酵素を提示しつつ、飛躍的活性向上条件を探る予定である。
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