高分子結合性ペプチドを用いた機能表面の創製

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本研究では、高分子を水中に浸漬した際に形成される「高分子ソフト界面」の正確な構造を理解するとともに、高分子結合性ペプチドを表面修飾剤として利用し、機能表面を構築する手法について系統的に整理することを目的とした。前年度の研究成果により表面修飾リンカーとして機能する設計指針が明確になった高分子(ポリエーテルイミド)とその特異結合性ペプチドを用いて、表面修飾剤を合理的に設計・合成し、応用展開した。具体的には、ポリエチレングリコールやタンパク質低吸着性のペプチドなどを導入し、タンパク質の吸着量を表面プラズモン共鳴法などにより定量することでタンパク質の吸着抑制能を評価した。その機能は新たに導入した分子によって異なるだけでなく、それらの固定化密度や修飾末端に依存した。これらの知見は、ペプチドを用いて高分子表面を効率良く機能化する上で重要な知見である。前年度からの結果を考慮すると、ペプチドを首尾よく設計することでタンパク質の固定化、タンパク質の非特異吸着の抑制など任意の機能を導入できる可能性を見出した。一方、本手法がどんな高分子にも適用できる万能な手法かというとそうではないことも分かった。ポリメタクリル酸メチルのような水によく膨潤するようなフィルム表面においては、ペプチドが完全に潜り込んでしまいうまく機能しなかった。しかしながら、同じ高分子であっても立体規則性を制御し、交互積層法を用いて表面の構造をうまく制御することにより、ペプチドを機能させることができるという新たな知見も得た。将来的に高分子結合性ペプチドを用いた効果的な表面の機能化法が確立されれば、貴金属表面の自己組織化単分子膜と同様にナノテクノロジーからバイオテクノロジーまで広範囲な分野に応用されることが期待できる。