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。

该研究采用混合分子策略，将易于设计高阶结构和生物功能的人工肽与具有优异材料特性的合成聚合物（氨基酸乙烯基聚合物）相结合，以响应温度/pH等外部刺激来表达功能我们将制备创新的水凝胶材料并评估其物理性能。此外，我们的目标是将它们应用于三维细胞支架材料。现将今年取得的主要成果总结如下。 (1)通过肽固相合成法合成末端具有自由基聚合性官能团的肽大分子单体，并通过与氢键氨基酸乙烯基单体共聚精密合成接枝型杂化聚合物。肽链采用 pH 响应型自组装 β 片层排列。此外，还设计并合成了由细胞粘附肽组成的大分子单体。利用NMR和MALDI-TOF MS对各种单体和聚合物的结构进行综合评价，成功合成了所需的接枝型杂化聚合物。 (2)通过FTIR、CD和SEM分析阐明了各种杂化聚合物的水凝胶结构。此外，通过流变学测量评估凝胶物理性质（含水量和粘弹性），并通过凝胶变形测试评估形状固定/记忆性质。还阐明了外部环境（pH）和肽链接枝率对凝胶性能的影响。 (3)继续进行温度响应性氨基酸衍生乙烯基聚合物的扩展。我们合成了源自各种氨基酸的乙烯基单体，并进行了它们的精密聚合。特别是，我们阐明了氨基酸种类对响应温度和响应行为（LCST/UCST）的影响，并获得了与分子结构相关性的知识。