ペプチド-アミノ酸ビニルポリマー・ハイブリッド分子戦略によるスマートゲルの創成

使用肽-氨基酸乙烯基聚合物杂化分子策略创建智能凝胶

基本信息

批准号：
22K05232
负责人：
古賀智之
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Doshisha University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05232/
关键词：
ハイドロゲルペプチド自己組織化形状記憶足場材料

项目摘要

本研究は、高次構造・生体機能設計が容易な人工ペプチドと材料特性に優れる合成高分子(アミノ酸ビニルポリマー)を組み合わせるハイブリッド分子戦略により、温度/pHなどの外部刺激に応答して機能発現する革新的なハイドロゲル材料の調製とその物性評価を行う。さらに、それらの三次元細胞足場材料への応用を目指している。本年度得られた主な成果を以下にまとめる。(1) ペプチド固相合成により末端にラジカル重合性官能基を有したペプチドマクロモノマーを合成し、水素結合性アミノ酸ビニルモノマーとの共重合によりグラフト型ハイブリッドポリマーの精密合成を行った。ペプチド鎖には pH応答性の自己組織性 β-シート配列を採用した。また、細胞接着性ペプチドからなるマクロモノマーも合わせて設計・合成した。各種モノマーやポリマーの構造は NMR, MALDI-TOF MSから総合的に評価し、目的のグラフト型ハイブリッドポリマーを新規に合成することに成功した。(2) 各種ハイブリッドポリマーのハイドロゲル構造をFTIR、CD、SEM分析により明らかにした。また、ゲル物性(含水率および粘弾性)をレオロジー測定等から、形状固定/記憶性をゲル変形試験から評価した。ゲル物性に及ぼす外部環境(pH)やペプチド鎖のグラフト率の影響についても明らかにした。(3) 温度応答性アミノ酸由来ビニルポリマーの拡張を進めた。種々のアミノ酸由来ビニルモノマーの合成とその精密重合を行った。特に応答温度や応答挙動(LCST/UCST)に及ぼすアミノ酸種の影響について明らかにし、分子構造との相関性に関する知見を得た。

这项研究旨在使用混合分子策略来准备响应外部刺激（例如温度/pH）作用的创新水凝胶材料，该策略结合了人造肽，这些肽在高阶结构中易于设计，并在高阶结构和生物学功能中与合成聚合物（氨基酸乙烯基聚合物）（具有出色的材料特性），并评估其物理性质。此外，它们旨在将其应用于三维细胞支架材料。今年获得的主要结果总结了下面。（1）通过固相肽的合成合成具有末端的基于聚合官能团的肽宏观工学家，并通过氢键键合氨基酸乙烯基单体通过共聚来实现移植物型混合聚合物的精确合成。肽链是pH响应性的自组织β-折叠序列。另外，还设计和合成了由细胞粘附肽组成的宏观机构。通过NMR和MALDI-TOF MS对各种单体和聚合物的结构进行了全面评估，并成功合成了靶移植型混合聚合物。（2）通过FTIR，CD和SEM分析揭示了各种混合聚合物的水凝胶结构。此外，从流变学测量值中评估了凝胶物理特性（水含量和粘弹性），并根据凝胶变形测试评估了形状固定/记忆特性。还阐明了外部环境（pH）和肽链移植率对凝胶性能的影响。（3）进行温度响应氨基酸衍生的乙烯基聚合物的扩展。合成了各种氨基酸衍生的乙烯基单体，并进行了精确聚合。特别地，阐明了氨基酸物种对响应温度和反应行为（LCST/UCST）的影响，并获得了有关与分子结构相关性的知识。