Precision Enzymatic Synthesis and Supramolecular Formation of New Amylose Analog Polysaccharides

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本研究では、グルカンホスホリラーゼ(GP)酵素触媒重合を利用して新規な非天然型多糖の合成とナノ集合体（超分子）形成挙動について検討している。グルカンホスホリラーゼ（GP）は、グルコース1-リン酸（Glc-1-P）をモノマー、α(1→4)-非還元末端をプライマーとして構造明確な多糖（アミロース）を得る重合を触媒する酵素である。GPは基質特異性の緩さを示すことから、研究代表者はGPをアミロースアナログ多糖合成に用いることができることを見出してきた。これまでの研究により、非天然型の基質であるグルカールと天然型の基質であるGlc-1-Pをコモノマーに用いたGP酵素触媒共重合により得られる部分2-デオキシ化アミロースが容易にフィルムを形成し、疎水性を示すことを見出している。そこで本年度の研究では、高い親水性の天然高分子であるカルボキシメチルセルロースやポリ（γ‐グルタミン酸）に部分2-デオキシ化アミロースを酵素的にグラフトすることで疎水化を検討した。まず、適切に設定された反応により、上記天然高分子にα(1→4)-プライマーを導入し、その非還元末端からグルカール／Glc-1-PのGP酵素触媒共重合を行うことで、目的の生成物を得た。生成物から作成したフィルムの水との接触角測定から、高い疎水性を示すことが分かり、本手法の有用性が確認された。さらに、GPの基質特異性の緩さを利用して両末端カルボキシレート化オリゴ糖架橋剤を合成し、水溶性キトサンとの架橋反応によりナノゲル創製を達成した。また、GP酵素触媒重合で得られるアミロースと種々のポリエステルから多糖超分子を合成することもできた。