環状トポロジーの導入により標的への結合力を高めた生体模倣高分子の精密設計

通过引入环状拓扑结构来精确设计仿生聚合物，增强与目标的结合强度

基本信息

批准号：
22K14728
负责人：
長尾匡憲
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2022年度においては、まずリビングラジカル重合の一種であるRAFT重合を用いることで糖鎖をもつ環状高分子の合成を達成した。具体的には線形の高分子を重合したのち、その末端同士を結合させる末端環化法により作製した。親水性のジメチルアクリルアミドおよびガラクトース糖鎖をもつモノマーを、アジド基を有するRAFT剤を使用して共重合させた。量体数は50程度とした。そののち、トリチオカルボナート末端に対してアルキンを修飾した。銅触媒によるアジド－アルキンのクリック反応により、末端同士を閉環した。希釈条件で実施したものの、反応後に多量体不純物の存在が確認された。可能な限りこの不純物の存在比率を抑えるべく溶媒や温度の検討を実施したが、常に不純物が40%程度存在する結果となった。そこでリサイクル型のサイズ排除クロマトグラフィーを導入し、不純物を除去した。純度の高い機能性環状高分子が得られ、その物性を示差走査熱量系やNMRの緩和時間により評価した。環化することで高分子は高いガラス転移温度や短い緩和時間を示した。これらより、機能性の官能基を側鎖にもつ環状高分子の精密な合成を達成し、意図した通りその分子運動性を制御できた。現在は標的であるコレラ毒素タンパク質との相互作用を評価している段階である。相互作用の等温滴定型カロリメトリーの使用を当初は検討していたが、コレラ毒素タンパク質の入手可能量に限度があったため、より少ない量で実験可能なELISA測定に切り替えることとした。

在2022财年，首先，使用了一种生存的自由基聚合，用于实现与糖链的环状聚合物的合成。具体而言，在线性聚合物聚合后，聚合物是通过末端环化制备的，其中聚合物的末端键合在一起。用氨基二甲基丙烯酰胺和半乳糖糖链的单体使用叠氮化物组共聚。将甲基的数量设置为大约50。之后，将炔烃修改为三硫代碳酸盐末端。末端通过叠氮化物的铜催化反应封闭。尽管反应是在稀释条件下进行的，但在反应后确认了多聚体杂质的存在。我们研究了溶剂和温度，以保持这种杂质的丰度比，但结果表明，杂质始终存在于40％左右。因此，引入了回收尺寸排除色谱法以去除杂质。获得高度纯的功能循环聚合物，并通过NMR的差扫描量表和松弛时间评估其物理特性。环化可以使聚合物表现出高玻璃过渡温度和较短的松弛时间。这些结果允许精确合成循环聚合物，其功能基作为侧链，并且可以按预期控制聚合物的分子迁移率。目前，我们正在评估与靶霍乱毒素蛋白的相互作用。尽管最初考虑了相互作用的等温滴定量热法，但由于霍乱毒素蛋白的可用性有限，但我们还是决定切换到可以在实验上以较小量在实验上进行实验的ELISA测量结果。