人工タンパク質による炭酸カルシウム/高分子複合体の構築と構造制御

使用人工蛋白质构建碳酸钙/聚合物复合物并进行结构控制

• 批准号: 17655048
• 负责人: 加藤 隆史
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17655048/
• 关键词: 無機; 有機複合材料; バイオミネラリゼーション; 自己組織化; 炭酸カルシウム; 人工タンパク質; 環境材料; 高分子; 結晶成長

物が鉱物を作ることをバイオミネラリゼーションという。代表的なバイオミネラルとして歯や骨、貝殻真珠層や甲殻類の外骨格などがある。我々は本研究において甲殻類(アメリカザリガニ)の外骨格より単離した石灰化に関与するタンパクCAP-1を用いて人工的に炭酸カルシウム/キチン複合体の作製およびその配向制御に成功した。CAP-1の存在下、キチンマトリクス上に炭酸カルシウム結晶を成長させると、一軸に配向した薄膜結晶が成長することを見出した。また、組み換えタンパクや合成オリゴペプチドを用いて対照実験を行い、70残基目のリン酸部位が表面モルホロジーに重要な影響を与えていること、CAP-1中央部にあるキチンと特異的に結合する部位(リバース・リジフォードコンセンサス配列)が、一軸に配向した薄膜結晶の形成に必要であることを見出した。本年度は、巨視的な配向を目指し、液晶性高分子の配向性に着目した。液晶性キチン誘導体のフィルムにせん断を引加して得た配向キチンマトリクスを結晶成長の基板に用いたところ、ポリアクリル酸存在下、内部に長さ80μm、直径10μm程度のロッド状の炭酸カルシウム(カルサイト)がキチンマトリクスの配向に沿って形成した。内部に成長したロッド結晶は、微結晶の集合体であり、さらに結晶c軸をマトリクスの配向にそろえて成長していた。キチンマトリクスの巨視的な配向が炭酸カルシウム結晶成長のテンプレートとして働いた事を示している。すなわち有機・無機双方が配向した新しい複合材料の開発に成功した。

The object is to create a new environment. Representative of the shell shell In this study, we succeeded in the preparation and alignment control of artificial carbon acid complexes in crustaceans by using CAP-1. In the presence of CAP-1, the growth of carbon crystals and uniaxial alignment of thin films was observed. The important influence of the 70 residue acid site on the surface of CAP-1 was found in the central part of CAP-1, which was necessary for the formation of thin film crystals. This year, the alignment of macro-vision, liquid crystal polymer alignment The crystal growth substrate of the liquid crystal inducer is formed along the alignment direction of the crystal growth substrate in the presence of a liquid crystal acid with an internal length of about 80μm and a diameter of about 10μm. Internal growth of crystals, microcrystals and aggregates, crystal c-axis alignment The crystal growth of carbon dioxide is characterized by its orientation. The development of new composite materials with organic and inorganic alignment has been successful.

项目成果

バイオミネラリゼーションとそれに倣う新機能材料の創製・炭酸カルシウム薄膜

生物矿化及仿生物矿化/碳酸钙薄膜新型功能材料的创造

• 发表时间: 2007
• 作者: 坂本健;西村達也;加藤隆史
• 通讯作者: 加藤隆史

Macroscopically ordered polymer/CaCO3 hybrids prepared by using a liquid-crystalline template

• DOI: 10.1002/anie.200705062
• 发表时间: 2008-01-01
• 期刊: ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
• 影响因子: 16.6
• 作者: Nishimura, Tatsuya;Ito, Takahiro;Kato, Takashi
• 通讯作者: Kato, Takashi

Self-organization of oriented calcium carbonate/polymer composites: Effects of a matrix peptide isolated from the exoskeleton of a crayfish

• DOI: 10.1002/anie.200503800
• 发表时间: 2006-01-01
• 期刊: ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
• 影响因子: 16.6
• 作者: Sugawara, Ayae;Nishimura, Tatsuya;Kato, Takashi
• 通讯作者: Kato, Takashi

バイオミネラリゼーションとそれに倣う新機能材料の創製・アメリカザリガニ外骨格より単離・精製したペプチドによる炭酸カルシウム結晶成長制御

生物矿化和模仿生物矿化的新型功能材料的创建 - 使用从美国小龙虾外骨骼中分离和纯化的肽控制碳酸钙晶体生长

• 发表时间: 2007
• 作者: 西村達也;山本祐也;井上宏隆;長澤寛道;加藤隆史
• 通讯作者: 加藤隆史

Assembled Structures of Nanocrystals in Polymer/Calcium Carbonate Thin Film Composites Formed by Cooperation of Chitosan and Poly(aspartate)

壳聚糖与聚天冬氨酸形成的聚合物/碳酸钙薄膜复合材料中纳米晶的组装结构

• 期刊: Journal of Polymer Science Part A : Polymer Chemistry (印刷中)
• 作者: Ayae Sugawara;Akira Oichi;Hiroko;Suzuki;Yuzo Shigesato;Toshihiro Kogure;Takashi Kato
• 通讯作者: Takashi Kato