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2019 年度 実績報告書

精密重合による糖鎖高分子医薬の開発と生体機能操作

研究課題

研究課題/領域番号 19H02766
研究機関九州大学

研究代表者

三浦 佳子  九州大学, 工学研究院, 教授 (00335069)

研究分担者 星野 友  九州大学, 工学研究院, 准教授 (40554689)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード糖鎖高分子 / 高分子化学 / リビングラジカル重合 / 分子認識 / RAFTリビングラジカル重合 / 光誘起電子移動重合
研究実績の概要

糖鎖高分子のリビングラジカル重合を基礎として、精密な構造を有する糖鎖高分子の合成を行い、タンパク質、細胞との分子認識の制御について検討を行った。
先ず、糖認識タンパク質(レクチン)との分子認識性の制御を可能にする、糖鎖高分子について検討した。レクチンとしては、コンカナバリンAを用いた。コンカナバリンAの糖鎖結合サイトは、6.5nmずつ離れて存在するため、糖鎖ブロックを6.5nmずつ離して存在させれば、糖鎖ーレクチン間の相互作用を二価結合によって、強くし、糖鎖を効率的に使うことができる。アクリルアミド型の糖鎖高分子では、マルチブロック重合を容易に達成することができたが、レクチンと2か所で糖鎖が結合しても分子認識はあまり強くならなかった。そこで、主鎖を変えて、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレートの糖鎖高分子誘導体の分子認識性を調べたところ、分子認識性には主鎖骨格の依存性があり、ポリメチルメタクレート、ポリアクリレートの糖鎖高分子では分子認識性をブロックポリマーで制御できることがわかった。
糖鎖高分子の重合について光誘起電子移動(PET)-RAFT重合を適用することで、脱気なしで、簡易に達成できることを示した。DMSOを溶媒とした糖鎖高分子のPET-RAFT重合では30種類以上の種類の糖鎖高分子を一度に合成することができた。ガラクトースと疎水性部位を持つ高分子については、最適な組成の場合にオリゴ糖鎖GM1と似たような分子認識性を示した。
RAFTリビングラジカル重合によって、PEGと糖鎖高分子のブロック共重合体を合成した。この高分子は水溶性にもかかわらず、水溶液中で分子集合体を形成することがわかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

糖鎖高分子を駆使することで高分子の構造制御に基づいた、分子認識性を発現するようになっている。また、新しい重合方法、装置なども開発することができた。このことから概ね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

精密重合を駆使して合成する糖鎖高分子について、分子認識が制御されるために作用している物理化学的要因を明らかにし、レクチンとの分子認識をより自由に制御するための手法を確立する。また、それを軸として、毒素タンパク質や免疫細胞といったより重要な生体システムを制御することを目指す。
PET-RAFT重合を取り入れることで、非常に多くの糖鎖高分子を合成して、機械学習を取り入れられる分子システムの確立を行う。多くの重合系に適用可能なPET-RAFT重合の装置開発についても取り扱う。
また、親水性の糖鎖高分子の物理化学的な特性や分子集合特性についても検討を行う。

  • 研究成果

    (52件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (41件) (うち国際学会 14件、 招待講演 5件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 有機分子触媒L-prolineを固定化した多孔質高分子モノリスの開発およびフロー不斉Aldol付加反応への応用2020

    • 著者名/発表者名
      服部春香、松本光、星野友、三浦佳子
    • 雑誌名

      化学工学論文集 in press

      巻: 46 ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlled Polymerization for the Developemtn of Bioconjugate Polymers and Materials2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshiko Miura
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry, B

      巻: 8 ページ: 2010-2019

    • DOI

      10.1039/C9TB02418B

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Screening of a Glycopolymer Library of GM1 Mimics Containing Hydrophobic Units using Surface Plasmon Resonance Imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Yuri Kimoto, Yuhei Terada, Yu Hoshino, Yoshiko Miura
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 4 ページ: 20690-20696

    • DOI

      10.1021/acsomega.9b02877

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biopolymer Monolith for protein separation2019

    • 著者名/発表者名
      Miura, Y.; Seto, H.; Hoshino, Y.
    • 雑誌名

      Faraday Discussions

      巻: 219 ページ: 154-167

    • DOI

      10.1039/C9FD00018F

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fibronectin Coating on Implant Material Surface Atracted both osteoblasts and Bacteria2019

    • 著者名/発表者名
      Cui, X.; Hoshino, Y.; Miura, Y.
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 48 ページ: 764-767

    • DOI

      10.1246/cl.190293

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of multifunctional glycopolymers using double orthogonal reactions and the effect of electrostatic groups on the glycopolymer lectin interaction2019

    • 著者名/発表者名
      Oh, T. Jono, K. Kimoto, Y. Hoshino, Y. Miura, Y.
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 51 ページ: 1299-1308

    • DOI

      10.1038/s41428-019-0244-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Various Glycopolymers Bearing Sialyllactose and the Effect of Their Molecular Mobility on Interaction with the Influenza Virus.2019

    • 著者名/発表者名
      Nagao, M., Matsubara, T., Hoshino, Y., Sato, T., Miura, Y.
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: 20 ページ: 2763-2769

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.9b00515

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高分子の精密合成を利用した 糖鎖クラスターによる生理活性物質の創造2019

    • 著者名/発表者名
      三浦佳子,長尾匡憲,城野一樹
    • 雑誌名

      ファインケミカル

      巻: 48 ページ: 5-10

  • [学会発表] 触媒固定化多孔質モノリスを充填したマイクロフローリアクターの開発2020

    • 著者名/発表者名
      野中 聖也、服部 春香、松本 光、星野 友、三浦 佳子
    • 学会等名
      化学工学会第85年会
  • [学会発表] ホスフィンリガンドを固定した多孔質モノリスによる精密フロー合成2020

    • 著者名/発表者名
      松本 光、星野 友、三浦 佳子、岩井 智弘、澤村正也
    • 学会等名
      化学工学会第85年会
  • [学会発表] Denovo Design of Biofunctional Glycopolymer2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshiko Miura
    • 学会等名
      French-Japan Polymer,
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 活性なパラジウム錯体を選択的に形成するホスフィン固定化ポリスチレンの設計2019

    • 著者名/発表者名
      松本光、星野友、三浦佳子
    • 学会等名
      化学工学会第84年会
  • [学会発表] パラジウム‐ホスフィン錯体を固定化した多孔質ポリスチレンモノリスを用いた液液二相系での触媒的フロー合成2019

    • 著者名/発表者名
      松本光、星野友、三浦佳子
    • 学会等名
      化学工学会第84年会
  • [学会発表] 金属メッシュデバイスを応用した細胞分離の基礎検討2019

    • 著者名/発表者名
      延廣一樹、安藝翔馬、星野友、三浦佳子
    • 学会等名
      化学工学会第84年会
  • [学会発表] 金属メッシュデバイスを用いた血球通過・捕獲挙動の検討2019

    • 著者名/発表者名
      安藝 翔馬、神波 誠治、延廣 一樹、田口 裕貴、星野 友、三浦 佳子
    • 学会等名
      化学工学会第84年会
  • [学会発表] リビングラジカル重合(LRP)を用いたマルチブロック糖鎖高分子の合成およびタンパク質との相互作用評価2019

    • 著者名/発表者名
      吉瀬 誠也、城野 一樹、長尾 匡憲、星野 友、三浦 佳子
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 短分散アクリル酸オリゴマーのジアステレオマーの分離および溶血ペプチド中和能の評価2019

    • 著者名/発表者名
      明石 壮太郎、瀧本 日向、谷口 昇平、星野 友、三浦 佳子
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
  • [学会発表] The effect of the glycopolymer length on the self-assembly of double-hydrophilic block glycopolymer2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Oh、Yu Hoshino、Yoshiko Miura
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 制御した孔を持つ金属メッシュを応用した細胞分離の検討2019

    • 著者名/発表者名
      延廣 一樹、安藝 翔馬、星野 友、三浦 佳子
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会
  • [学会発表] 高収率マルチブロック重合技術を用いた糖鎖高分子の合成2019

    • 著者名/発表者名
      吉瀬 誠也、星野 友、三浦 佳子
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会
  • [学会発表] コレラ毒素を認識する糖鎖高分子のスクリーニング解析2019

    • 著者名/発表者名
      木元 優里、寺田 侑平、星野 友、三浦 佳子
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会
  • [学会発表] 架橋高分子内を反応場とした多孔質モノリスの設計戦略:固定化触媒カラムリアクターへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      松本 光、星野 友、三浦 佳子
    • 学会等名
      化学工学会九州支部第24回学生賞審査会
  • [学会発表] 多孔質モノリスを用いた触媒的多段階フロー合成2019

    • 著者名/発表者名
      野中 聖也、星野 友、三浦 佳子
    • 学会等名
      第30回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
  • [学会発表] Metal Mesh Device の細胞分離・分析デバイスへの応用の基礎検討2019

    • 著者名/発表者名
      延廣 一樹、星野 友、三浦 佳子
    • 学会等名
      第30回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
  • [学会発表] 多孔質モノリス内での液液二相系触媒的フロー合成2019

    • 著者名/発表者名
      松本 光、星野 友、三浦 佳子
    • 学会等名
      第30回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
  • [学会発表] マルチブロック構造を有する糖鎖高分子の合成および機能評価2019

    • 著者名/発表者名
      吉瀬 誠也、星野 友、三浦 佳子
    • 学会等名
      第29回バイオ・高分子シンポジウム
  • [学会発表] Biopolymer monolith for protein separation2019

    • 著者名/発表者名
      Y.miura, H.Seto, M.Shibuya, Y.Hoshino
    • 学会等名
      Nanolithography of Biointerfaces Faraday Discussion
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Application of Macroporous Polystyrene-Triphenylphosphine Monolith to Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reaction in Flow System2019

    • 著者名/発表者名
      H.Matsumoto,Y.Hoshino,T.Iwai,M.Sawamura,Y.Miura
    • 学会等名
      ISPC2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 制御ラジカル重合による構造が精密に制御された糖鎖高分子の合成2019

    • 著者名/発表者名
      吉瀬 誠也、長尾 匡憲、星野 友、三浦 佳子
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [学会発表] PET-RAFT重合を用いたコレラ毒素認識糖鎖高分子のためのライブラリスクリーニングシステムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      木元 優里、安藝 翔馬、星野 友、三浦 佳子
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [学会発表] 水溶性糖鎖ブロック高分子の水中における自己組織化およびその構造制御2019

    • 著者名/発表者名
      王 尊弘、星野 友、三浦 佳子
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [学会発表] 生体外マトリックスを固定化した歯科材料の細菌忌避活性評価2019

    • 著者名/発表者名
      三浦 佳子、崔 シンナン、星野 友
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [学会発表] 精密重合を基礎とした糖鎖高分子の設計2019

    • 著者名/発表者名
      三浦 佳子
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 招待講演
  • [学会発表] Cell separation with metal mesh device2019

    • 著者名/発表者名
      K.Nobuhiro,S.Aki,Y.Hoshino,Y.Miura
    • 学会等名
      APCChE2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Macroporous Polymer Monolith lmmobilized L-Proline-Based Organocatalyst and Application to Flow Asymmetric Aldol Addition Reaction2019

    • 著者名/発表者名
      Haruka Hattori,H.Matsumoto,Y.Hoshino,Y.Miura
    • 学会等名
      APCChE2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Transition-metal catalysis in flow system using biphasic solvent:Macroporous polystyrene supporting palladium-phosphine complex2019

    • 著者名/発表者名
      H.Matsumoto,Y.Hoshino,T.Iwai,M.Sawamura,Y.Miura
    • 学会等名
      APCChE2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Separation of blood cells using Metal Mesh device2019

    • 著者名/発表者名
      S.Aki,K.Nobuhiro,Y.Hoshino,Y.Miura
    • 学会等名
      APCChE2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 均一なアクリル酸オリゴマーリガンドを導入したナノゲル粒子の合成と評価2019

    • 著者名/発表者名
      齋藤 勇輔、明石 壮太郎、瀧本 日向、星野 友、三浦 佳子
    • 学会等名
      九州地区高分子若手研究会・冬の講演会
  • [学会発表] 触媒固定化多孔質モノリスを用いたマイクロフローリアクターの開発および輸送現象の解析2019

    • 著者名/発表者名
      野中 聖也、服部 春香、松本 光、星野 友、三浦 佳子
    • 学会等名
      九州地区高分子若手研究会・冬の講演会
  • [学会発表] 水系PET-RAFT重合による糖鎖高分子ライブラリの作製2019

    • 著者名/発表者名
      植村 剛志、木元 優里、星野 友、三浦 佳子
    • 学会等名
      九州地区高分子若手研究会・冬の講演会
  • [学会発表] 水溶性糖鎖ブロック高分子の水中における自己組織化および粒径制御2019

    • 著者名/発表者名
      王 尊弘、星野 友、三浦 佳子
    • 学会等名
      九州地区高分子若手研究会・冬の講演会
  • [学会発表] 親水性ブロック糖鎖高分子の水溶液中での自己組織化2019

    • 著者名/発表者名
      三浦 佳子
    • 学会等名
      第29回日本MRS年次大会
  • [学会発表] Study of Cell Separation Method Based on Size and Deformability Using Metal Mesh Device2019

    • 著者名/発表者名
      K.Nobuhiro,S.Aki,Y.Hoshino,Y.Miura
    • 学会等名
      2019 JTK conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Polystyrene-Phosphine Monolith for Transition-Metal Catalysis in Flow Synthesis2019

    • 著者名/発表者名
      H.Matsumoto,Y.Hoshino,T.Iwai,M.Sawamura,Y.Miura
    • 学会等名
      SKYsymposium
    • 国際学会
  • [学会発表] De Novo Designed Glycopolymer via Living Radical Polymerization2019

    • 著者名/発表者名
      Y.Miura
    • 学会等名
      Pacific polymer Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Screening Glycopolymer with Hydrophobic Groups for Detection of Cholera Toxin2019

    • 著者名/発表者名
      Y.kimoto,Y.Terada,Y.Hoshino,Y.Miura
    • 学会等名
      Pacific polymer Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Precise Synthesis of Glycopolymer and Its Function2019

    • 著者名/発表者名
      M.Kichize,Y.Miura,Y.Hoshino
    • 学会等名
      Pacific polymer Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Developement of Nanomedicine via Controlled Polymerization: Denovo Design of Glycopolymer2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiko Miura
    • 学会等名
      2019 Pusan-Gyeongnam/Kyushu-Seibu Joint Symposium on High Polymers (19th) and Fibers (17th)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Glycopolymer Nanotechnology and Nanomedicine2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiko Miura
    • 学会等名
      US-Japan Polymer
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Molecular Soft-Interface Science: Principles, Molecular Design, Characterization and Application2019

    • 著者名/発表者名
      Mizuo Maeda, Atsushi Takahara, HIromi Kitano, Tetsuji Yamaoka, Yoshiko Miura
    • 総ページ数
      222
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      4431568751
  • [備考] 九州大学大学院工学研究院化学工学部門三浦研究室

    • URL

      http://www.chem-eng.kyushu-u.ac.jp/lab9/

  • [産業財産権] 新規な多孔性架橋ポリマー、それを用いた固定化触媒および装置2020

    • 発明者名
      三浦佳子、松本光、岩井智弘、石川真一
    • 権利者名
      三浦佳子、松本光、岩井智弘、石川真一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2020-031870

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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