2023 年度研究成果報告書

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

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研究課題/領域番号	22K14728
研究種目	若手研究
配分区分	基金
審査区分	小区分35010:高分子化学関連
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 / 分子間相互作用 / 糖鎖高分子 / リビング重合 / タンパク質
研究成果の概要	研究期間全体を通し、まずリビングラジカル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。精製操作によって純度の高い環状高分子が得た。その物性を示差走査熱量系やNMRの緩和時間により評価すると、環化することでその分子運動性は低下した。相互作用を評価すると、主鎖の環化により分子間相互作用は弱くなったが、側鎖の運動性は低い方が望ましいという結果が得られた。本研究は高分子の局所的な運動性が分子認識という機能に影響することを示し、合成高分子のナノマテリアルとしての発展に寄与した。研究成果は主に2報の国際論文として発表された。
自由記述の分野	高分子化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	合成高分子は日常生活においてプラスチック材料としてよく知られるが、分子レベルで見るとDNAやタンパク質といったナノサイズの大きさの生体高分子と同じスケールをもつ。タンパク質はアミノ酸が連なった構造をしており、アミノ酸の並び方によって決まったカタチをとり、酵素や抗体のような優れた機能を発揮している。本研究は人間がフラスコで作る合成高分子を天然の生体高分子のように精密に合成し、それらと同等もしくは凌駕する機能性ナノ材料を合成することを目指している。今回の研究成果は合成高分子のカタチを線形から環状にすることで分子同士の結合に影響を与えることを明らかにし、上述の目標達成に貢献した。