研究紹介

蛋白質を用いたバイオマテリアルの合成と応用

我々は生体内で多彩な機能をつかさどる “蛋白質” を機能階層的に結合・組織化することにより、これまでに類例のないバイオマテリアルをつくる研究に取り組んでいます。例えば(ヘモグロビン−アルブミン)クラスターは「人工血液」の開発に新しい突破口を開き、先端医療の分野で様々な応用が期待されています。また、望みの機能をプログラムした中空シリンダー構造の「蛋白質ナノチューブ」を合成することにも成功しました。新しい医薬品、ナノリアクターとしての展開が進んでいます。

人工血液
遺伝子組換え蛋白質
蛋白質ナノチューブ

人工血液の開発

ヘモグロビンの分子表面に血漿蛋白質であるヒト血清アルブミンを結合した新しい人工酸素運搬体(ヘモグロビン−アルブミン)クラスター(製剤名:HemoAct)を開発しました。現在、医学部との共同チームでその安全性と有効性を評価しています。

動物用人工血液の開発 

ペット用の人工血液も開発しています。遺伝子組換えイヌ血清アルブミンやネコ血清アルブミンを産生し、ヘモグロビンと結合することでイヌ用HemoAct、ネコ用HemoActをつくりました。アルブミンの結晶構造解析はJAXAと共同で進めています。

蛋白質ナノ・マイクロチューブの開発

多孔性ポリカーボネート膜を利用した鋳型内交互積層法により、蛋白質ナノチューブ、マイクロチューブを合成することに成功しました。チューブの内孔空間にはB型肝炎ウイルス、インフルエンザウイルス、大腸菌などが効率よく取り込まれます。

自走する蛋白質マイクロチューブの開発

内孔壁に白金ナノ粒子やカタラーゼを配置したマイクロチューブが水中で酸素バブルを噴出しながら勢いよく自走することを見出しました。磁石で引き寄せたり、ねらったものだけを輸送できるマイクロキャリアとして使えることが実証されています。

ポルフィリン超構造体の開発

4つのピリジル基を有するポルフィリンがPd2+イオンを介してダイマーやファイバーを形成することを見出しました。いずれの超構造体も強く発光します。分子カプセルや分子ワイヤーとしてはもちろん、光触媒としての応用が期待されています。