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Development of methods for in vivo hydrogelation triggered by transition-metal catalysis

过渡金属催化引发体内水凝胶化方法的开发

基本信息

批准号：
22K14787
负责人：
山本智也
金额：
$ 3万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

生体内でのバイオマテリアルとしての応用を目指して、様々な低分子ゲル化剤が開発されている。これまで、生体内の酵素反応に応答してゲル化を引き起こす低分子ゲル化剤が多く開発されており、生体内患部で選択的にゲル化させることで細胞組織工学やがん治療に応用する研究が行われてきた。しかし、これらの手法でゲル化の引き金として用いられる酵素反応は酵素の患部選択的な局在や触媒できる反応に制限があり、その応用範囲は限定されている。これらのゲル化の引き金について、酵素反応に代用できる化学反応として、生体内に導入した金属触媒による反応が挙げられる。近年は生体内に遷移金属触媒を導入し、患部選択的なプロドラッグの活性化等に応用する研究が行われている。そこで本研究では遷移金属触媒反応を引き金としてゲル化を引き起こす低分子ゲル化剤を開発し、細胞環境や生体内への応用を目指した。本年度は、遷移金属触媒による芳香環形成反応によって低分子ゲル化剤の疎水性部分の構造を変換するという戦略によって、芳香環形成反応の基質構造を様々なペプチド誘導体や糖誘導体に導入した化合物を合成した。これらの分子について、ゾルからゲルへの転移を引き起こす反応条件の検討を行い、遷移金属触媒反応によってゲル化を引き起こす分子を見出すことができた。さらに、透過型電子顕微鏡観察やNMR測定によってゲル化剤が形成する超分子複合体構造を解析することで、遷移金属触媒反応によってゲル化が起こる機構について推定した。

In vivo, the development of low molecular weight compounds is indicated by the use of high molecular weight compounds. The enzyme reaction in vivo was initiated by the development of low molecular weight enzymes and the application of cell histology in the treatment of diseases in vivo. The method of enzyme reaction is to limit the amount of enzyme reaction. This process involves chemical reactions, enzyme reactions, and introduction of metal catalysts into organisms. In recent years, research has been conducted on the introduction of mobile metal catalysts in vivo, the activation of target sites, etc. This study is aimed at the development of low molecular weight catalysts, cell environments and in vivo applications of metal catalysts. This year, the structure of aromatic ring formation reaction of low molecular weight compounds was changed, and the matrix structure of aromatic ring formation reaction was changed. The molecular structure of the catalyst is characterized by the following: The structure of supramolecular complexes formed by electron microscopy and NMR measurements was analyzed and the mechanism of supramolecular complexes formed by migration of metal catalysts was estimated.