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2020 年度 実績報告書

ペプチド交互共重合体を母骨格とした強靭な粘弾性材料の開発と医療材料への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19F19038
研究機関富山県立大学

研究代表者

小山 靖人  富山県立大学, 工学部, 教授 (10456262)

研究分担者 IHSAN ABU  富山県立大学, 工学部, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
キーワードペプチド交互共重合体 / 定序配列ポリマー / 粘弾性 / 天然模倣材料 / 刺激応答性材料
研究実績の概要

本研究では最近我々が開発したペプチド交互共重合体の合成法に基づいて、粘弾性ポリペプチド分子の合成と特性評価を実施した。その合成法はアルデヒド、アミン、イソシアニド含有カルボン酸を用いる3成分縮合重合であり、これらを混合するだけで無触媒で反応が進行し、完全にアミノ酸配列が制御されたポリペプチドが得られる。グリシンとフェニルアラニンの交互共重合体をリード化合物として用いた。その物性値を参照値としながら、各種誘導体を合成し、物性値を自在にコントロールした粘弾性ポリマーを得た。ポリマー単独での熱物性や機械的物性を評価した後で、無機フィラーや生体高分子と混合して生体材料の創製について検討した。本年度は主に以下の点に注力した。
1)粘弾性材料の開発と特性評価:昨年度の先行研究の結果に基づいて、ペプチド交互共重合体の構造と剪断応力駆動型の接着性との相関解明を目指した研究を実施した。結果として、グリシン-N-ベンジル化バリンを繰り返し構造として持つポリマーが非常に高い接着強度と再接着性を示すことが明らかとなった。分子構造と応力駆動型の接着性の関連性について考察して論文を発表した。
2)速度論的なハイドレート形成阻害剤の開発:ノルウェーのスタヴァンゲル大学のKelland教授と国際共同研究を進め、ガスハイドレートの形成を速度論的に抑制するペプチド交互共重合体の骨格を見出し、結果をまとめて論文を発表した。
3)温度応答性ペプチドの開発と生体材料の創製:ペプチド交互共重合体の構造と温度応答性の関連性を評価したほか、それらポリマーを天然のコラーゲンと混合して人工皮膚の開発に向けた検討を行った。また関連して、人工軟骨に関する研究も進め、MRIのスペシャリストである埼玉医科大学の鈴木博士と共同研究を開始した。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Stavanger(ノルウェー)

    • 国名
      ノルウェー
    • 外国機関名
      University of Stavanger
  • [雑誌論文] Shear‐Induced Adhesion of Alternating Peptides Prepared by Ugi Four‐Center Three‐Component Reaction2020

    • 著者名/発表者名
      Ihsan Abu Bin、Taniguchi Masataka、Koyama Yasuhito
    • 雑誌名

      Macromolecular Rapid Communications

      巻: 42 ページ: 2000480~2000480

    • DOI

      10.1002/marc.202000480

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetic Hydrate Inhibition of Glycyl-valine-Based Alternating Peptoids with Tailor-Made N-Substituents2020

    • 著者名/発表者名
      Zhang Qian、Koyama Yasuhito、Ihsan Abu Bin、Kelland Malcolm A.
    • 雑誌名

      Energy & Fuels

      巻: 34 ページ: 4849~4854

    • DOI

      10.1021/acs.energyfuels.9b04321

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Thermoresponsive Structure and Dye Encapsulation of Micelles Comprising Bolaamphiphilic Quercetin Polyglycoside2020

    • 著者名/発表者名
      Nargis Mahmuda、Ihsan Abu Bin、Koyama Yasuhito
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 36 ページ: 10764~10771

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.0c01564

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Substituent Optimization of (1 → 2)-Glucopyranan for Tough, Strong, and Highly Stretchable Film with Dynamic Interchain Interactions2020

    • 著者名/発表者名
      Ihsan Abu Bin、Koyama Yasuhito
    • 雑誌名

      ACS Macro Letters

      巻: 9 ページ: 720~724

    • DOI

      10.1021/acsmacrolett.0c00266

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Sugar Chain Length of Quercetin-3-O-glycosides on Micellization in Aqueous Media2020

    • 著者名/発表者名
      Nargis Mahmuda、Ihsan Abu Bin、Koyama Yasuhito
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 49 ページ: 896~899

    • DOI

      10.1246/cl.200270

    • 査読あり
  • [学会発表] 粘弾性タンパク質の機能を模倣したペプチド交互共重合体の合成と力学特性2020

    • 著者名/発表者名
      小山靖人, Abu Bin Ihsan, 谷口将崇
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 招待講演
  • [学会発表] Adhesion behaviors of bio-inspired alternating peptides2020

    • 著者名/発表者名
      Abu Bin Ihsan, Masataka Taniguchi, Yasuhito Koyama
    • 学会等名
      第69回高分子学会北陸支部研究発表会
  • [学会発表] Adhesion behaviors of bio-inspired alternating peptides2020

    • 著者名/発表者名
      Abu Bin Ihsan, Masataka Taniguchi, Yasuhito Koyama
    • 学会等名
      令和2年度北陸地区若手研究会
  • [備考] 研究室のwebページ

    • URL

      https://www.pu-toyama.ac.jp/PH/koyama/index.html

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公開日: 2021-12-27  

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