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2022 年度 実施状況報告書

環状トポロジーの導入により標的への結合力を高めた生体模倣高分子の精密設計

研究課題

研究課題/領域番号 22K14728
研究機関九州大学

研究代表者

長尾 匡憲  九州大学, 工学研究院, 助教 (40904008)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
キーワード環状高分子 / 糖鎖 / 生体分子間相互作用 / クリック反応 / 環化反応 / ガラス転移温度 / 緩和時間
研究実績の概要

2022年度においては、まずリビングラジカル重合の一種であるRAFT重合を用いることで糖鎖をもつ環状高分子の合成を達成した。具体的には線形の高分子を重合したのち、その末端同士を結合させる末端環化法により作製した。親水性のジメチルアクリルアミドおよびガラクトース糖鎖をもつモノマーを、アジド基を有するRAFT剤を使用して共重合させた。量体数は50程度とした。そののち、トリチオカルボナート末端に対してアルキンを修飾した。銅触媒によるアジド-アルキンのクリック反応により、末端同士を閉環した。希釈条件で実施したものの、反応後に多量体不純物の存在が確認された。可能な限りこの不純物の存在比率を抑えるべく溶媒や温度の検討を実施したが、常に不純物が40%程度存在する結果となった。そこでリサイクル型のサイズ排除クロマトグラフィーを導入し、不純物を除去した。純度の高い機能性環状高分子が得られ、その物性を示差走査熱量系やNMRの緩和時間により評価した。環化することで高分子は高いガラス転移温度や短い緩和時間を示した。これらより、機能性の官能基を側鎖にもつ環状高分子の精密な合成を達成し、意図した通りその分子運動性を制御できた。
現在は標的であるコレラ毒素タンパク質との相互作用を評価している段階である。相互作用の等温滴定型カロリメトリーの使用を当初は検討していたが、コレラ毒素タンパク質の入手可能量に限度があったため、より少ない量で実験可能なELISA測定に切り替えることとした。

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

目標としていた、糖鎖をもつ環状高分子の合成およびその物性評価を達成したため。

今後の研究の推進方策

等温滴定型カロリメトリーに基づく相互作用評価ではなく、ELISA法による評価に切り替え、環状高分子の分子量が標的である生体分子との相互作用に与える影響を評価する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Synthesis of well-defined cyclic glycopolymers and the relationship between their physical properties and their interaction with lectins2022

    • 著者名/発表者名
      Masanori Nagao, Yu Hoshino, Yoshiko Miura
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 13 ページ: 5453-5457

    • DOI

      10.1039/D2PY00941B

    • 査読あり
  • [学会発表] 環状糖鎖高分子の合成および標的タンパク質との相互作用評価2022

    • 著者名/発表者名
      金文康、長尾匡憲、星野友、三浦佳子
    • 学会等名
      第71回 高分子学会年次大会
  • [学会発表] コレラ毒素認識能を持った環状糖鎖高分子の合成および相互作用評価2022

    • 著者名/発表者名
      金文康、長尾匡憲、三浦佳子
    • 学会等名
      第59回化学関連支部合同九州大会
  • [学会発表] ガラクトースを用いた環状糖鎖高分子の合成および 標的タンパク質との相互作用評価2022

    • 著者名/発表者名
      金文康、長尾匡憲、三浦佳子
    • 学会等名
      第71回 高分子討論会
  • [学会発表] Synthesis of cyclic glycopolymers and evaluation of the interaction with target proteins2022

    • 著者名/発表者名
      Wenkang Jin, Masanori Nagao, Yoshiko Miura
    • 学会等名
      The 17th Pacific Polymer Conference
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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