単一粒子ナノ加工法による生体高分子ナノワイヤーの形成と制御

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今年度は以下の三点についての研究を行った。①化学的表面修飾法によるタンパク質ナノワイヤーの機能化 : タンパク質ナノワイヤーに様々な機能を自在に導入することを目的として、化学反応を利用した構造体の表面修飾を行った。構造体表面へのアミド結合形成反応によりアビジン分子の導入を行った。反応進行はAFMによる構造体の高さ成分の評価により確認した。表面修飾反応後、アビジン分子を導入することで構造体の高さ成分が段階的に増大した。このことから、タンパクナノワイヤー表面への化学修飾反応が可能で様々な分子の導入が可能であることが明らかとなった。②構造体表面のタンパク質活性の保存性評価 : タンパク質をベースとしたナノ構造体がどの程度、材料であるタンパク質の活性を保存しているのか評価を試みた。ビオチン分子と高い親和性を示すアビジンをベ一スとしたナノ構造体の形成を行い、ビオチンとの相互作用を維持しているか評価した。両末端にビオチン分子を有するリンカー化合物を合成し、アビジンナノワイヤーにリンカー、アビジンと相互に反応させることにより生じる構造体の構造変化を観察した。相互反応後、構造体の断面半径が増大した。このことから、ナノ構造体表面のアビジンの活性が維持されていることが明らかになった。このことから、SPNTで形成されるタンパク質ナノワイヤーは、その表面にベ一スとなるタンパク質の機能を保存できる可能性が示された。③合成高分子を利用したタンパク質ナノ構造体の形成 : 分子内に反応点を有するポリスチレン誘導体が高い架橋効率を示すことに注目し、高い機械的強度を有するナノ構造体の形成に成功した。また化学反応を利用したナノ構造体表面への生体高分子の修飾・機能化を行った。表面修飾反応後、アビジン分子の導入が可能で、機械的強度の高い生体適合性ナノ構造体の形成が可能であった。