Development of functional bio-materials on the bases of the helical polysaccharides

基于螺旋多糖的功能生物材料的开发

基本信息

批准号：
21K05014
负责人：
田丸俊一
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Sojo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度までに、らせん性多糖である抗生物質導入カードラン（VGC）が、側鎖への導入による抗生物質の集積・局所濃度の増加に伴う多価効果の発現によって抗菌活性を増強することを示唆する研究成果を得ており、さらにカードランの製膜性を利用してVGC薄膜を調製することで、材料展開への可能性を明らかにしてきた。本年度はVGCが示す多価効果の発現について、三重らせん形成能を定量的に評価する方法を確立した上で、詳細に検討し、VGCの水溶性がカードラン主鎖の鎖長に関係することを明らかにした。さらに、3重らせん形成による多価効果発現において、VGC上の抗生物質には最適な導入率が存在し、導入率を高めすぎると3重らせん形成能の低下に伴って抗菌活性が低下する傾向が確認された。以上に加え、本年度は酵母由来のβグルカン類の可溶化剤としての可能性について検討し、カーボンナノチューブの単分子的可溶化への有効性を明らかにした。さらに、前年度までに開発してきた中心骨格にテトラチオフェン（Th4）を持つボラ型界面活性剤の水溶性がアニオン性多糖類との錯形成に伴って変化することを利用して、ムコ多糖類の識別系の構築を行った。特定条件下で各種アニオン性多糖水溶液にTh4誘導体を添加すると、それぞれ異なる濃度領域で錯形成に伴う沈澱形成が進行した。その変化の序列はアニオン性多糖上のアニオン電荷の数と一致したことから、本系はアニオン性多糖上のアニオン電荷の数に基づいてアニオン性多糖を識別可能であることが確認された。さらに、血液凝固抑制剤（ヘパリン：Hep）とここに混入する毒性物質である偽ヘパリン（過硫酸化コンドロイチン硫酸(OSCS)）に対する応答性の大きな差に注目し、プレートリーダーを活用してHep/OSCS混合系に対する応答性の評価を行った結果、20%未満のOSCS混入HepのOSCS含有量を定量可能であることが示された。

直到去年，我们才发现载有抗生素的凝胶多糖（VGC）是一种螺旋多糖，通过表达与抗生素积累相关的多价效应以及由于将抗生素引入到局部浓度而增加局部浓度来增强抗菌活性。我们获得了具有启发性的研究结果，并阐明了利用凝胶多糖的成膜特性制备VGC薄膜的材料开发潜力。今年，我们将在建立定量评估所揭示的三螺旋形成能力的方法后，对VGC所表现出的多价效应进行详细研究。此外，在由于三螺旋形成而表达多价效应时，抗生素在VGC上存在最佳引入率，如果引入率太高，则随着形成三螺旋的能力降低，抗菌活性趋于降低。确认的。除此之外，今年我们还研究了酵母来源的β-葡聚糖作为增溶剂的可能性，并阐明了其在碳纳米管单分子增溶方面的有效性。此外，我们开发了一种系统，该系统利用了我们去年开发的以四噻吩（Th4）为中心骨架的硼酸型表面活性剂的水溶性随着与阴离子多糖的复合物的变化而变化的事实。为此构建了一个识别系统。当Th4衍生物在特定条件下添加到各种阴离子多糖水溶液中时，在不同的浓度范围内，沉淀物的形成伴随着复合物的形成而进行。变化的顺序与阴离子多糖上的阴离子电荷数一致，证实该系统可以根据阴离子多糖上的阴离子电荷数来识别阴离子多糖。此外，我们还关注了对混入的有毒物质——凝血抑制剂（肝素）和伪肝素（过硫酸软骨素（OSCS））的反应性的巨大差异，对OSCS混合系统的反应进行了评估。结果表明，可以量化 OSCS 含量低于 20% 的 Hep 的 OSCS 含量。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Guest-responsive supramolecular hydrogels expressing selective sol-gel transition for sulfated glycosaminoglycans

DOI：
10.1038/s41428-020-0341-x
发表时间：
2020-04-23
期刊：
POLYMER JOURNAL
影响因子：
2.8
作者：
Kuroda, Naofumi;Tounoue, Yukie;Tamaru, Shun-ichi
通讯作者：
Tamaru, Shun-ichi

自己修復性超分子ヒドロゲルの複合化による物性制御

通过复合自修复超分子水凝胶来控制物理性能

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masahiro Tsuda;Keigo Cho;Naoka Amamizu;Taigo Kamimura;Kazuaki Tokuyama;Keisuke Sasaki;Yuta Hayashi;Ryohei Kishi;Masayoshi Nakano;Yasutaka Kitagawa;枝元祐貴・田丸俊一
通讯作者：
枝元祐貴・田丸俊一

抗多剤耐性菌活性を示す抗生物質導入多糖の開発研究

具有抗多重耐药细菌活性的抗生素多糖的研究与开发

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
奥江眞海・田丸俊一
通讯作者：
奥江眞海・田丸俊一

抗生物質導入らせん性多糖の開発と抗菌活性発現機構の解明

掺入抗生素的螺旋多糖的开发及抗菌活性表达机制的阐明

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masato Ikeuchi;Ryohei Kishi;Ryota Sugimori;Yasutaka Kitagawa;村上宗周・田丸俊一
通讯作者：
村上宗周・田丸俊一

ゲスト応答的なゾル-ゲル相転移を利用したアニオン性多糖類の識別

利用客体响应溶胶-凝胶相变鉴定阴离子多糖

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nagai Yuki;Watanabe Tadashi;Yoshioka Daisuke;Okayasu Yoshinori;Tamai Naoto;Kobayashi Yoichi;黒田尚史・田丸俊一・新海征治
通讯作者：
黒田尚史・田丸俊一・新海征治