(57)【要約】      （修正有）【課題】樹脂との密着性が高く樹脂の表面から剥離し難いペプチドを吸着させて生体適合性を向上させた生体適合性材料、及び、これを備える機能性材料を提供する。【解決手段】生体適合性材料１０は、樹脂１と、樹脂に吸着したペプチド２とを含み、樹脂はメトキシカルボニル基及びメチル基を有し、ペプチドはアミノ酸残基の７０％以上がトリプトファン残基又はアルギニン残基であるか、または、樹脂はフッ素樹脂であり、ペプチドはアミノ酸残基の４０％以上が２，３，４，５，６−ペンタフルオロフェニルアラニン残基、３−（トリフルオロメチル）アラニン残基、セリン残基、トレオニン残基、ヒスチジン残基、アスパラギン酸残基、グルタミン酸残基、フェニルアラニン残基又はアスパラギン残基である。機能性材料は、生体適合性材料と機能性物質とを含み、機能性物質は、生体適合性材料の表面に保持されるか、又は、生体適合性材料の表面から放出される。【選択図】図１
2020169141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂と、前記樹脂に吸着したペプチドと、を含む生体適合性材料であって、
前記樹脂は、メトキシカルボニル基、及び、メチル基を有し、
前記ペプチドは、アミノ酸残基の７０％以上がトリプトファン残基又はアルギニン残基である生体適合性材料。
【請求項２】
請求項１に記載の生体適合性材料であって、
前記ペプチドは、アミノ酸残基の１０％以上がプロリン残基又はグルタミン酸残基である生体適合性材料。
【請求項３】
請求項１に記載の生体適合性材料であって、
前記ペプチドは、Ｎ末端から２ｎ番目（但し、ｎは自然数を表す。以下同じ。）のアミノ酸残基がトリプトファン残基、２ｎ＋２番目のアミノ酸残基がアルギニン残基、２ｎ＋４番目のアミノ酸残基がトリプトファン残基である生体適合性材料。
【請求項４】
請求項３に記載の生体適合性材料であって、
前記ペプチドは、Ｎ末端から２ｍ−１番目（但し、ｍは自然数を表す。以下同じ。）のアミノ酸残基がアルギニン残基、２ｍ＋１番目のアミノ酸残基がトリプトファン残基、２ｍ＋３番目のアミノ酸残基がプロリン残基であるか、又は、
Ｎ末端から２ｍ−１番目のアミノ酸残基がアルギニン残基、２ｍ＋１番目のアミノ酸残基がトリプトファン残基、２ｍ＋３番目のアミノ酸残基がアルギニン残基であるか、又は、
Ｎ末端から２ｍ−１番目のアミノ酸残基がトリプトファン残基、２ｍ＋１番目のアミノ酸残基がトリプトファン残基、２ｍ＋３番目のアミノ酸残基がプロリン残基であるか、又は、
Ｎ末端から２ｍ−１番目のアミノ酸残基がグルタミン酸残基、２ｍ＋１番目のアミノ酸残基がトリプトファン残基、２ｍ＋３番目のアミノ酸残基がプロリン残基である生体適合性材料。
【請求項５】
請求項１に記載の生体適合性材料であって、
前記ペプチドは、次の配列番号（１−１）〜（１−５）のいずれかで表されるアミノ酸配列に対して１個又は２個のアミノ酸残基が付加、挿入、置換又は欠失したアミノ酸配列を含むペプチドである生体適合性材料。
ＲＷＷＲＰＷＷ・・・（１−１）
ＲＷＷＲＲＷＷ・・・（１−２）
ＷＷＷＲＰＷＷ・・・（１−３）
ＥＷＷＲＰＷＲ・・・（１−４）
ＲＷＷＲＰＷＲ・・・（１−５）
【請求項６】
請求項１に記載の生体適合性材料であって、
前記樹脂は、ポリメタクリル酸メチル樹脂である生体適合性材料。
【請求項７】
請求項１に記載の生体適合性材料であって、
前記樹脂は、イソタクチックポリメタクリル酸メチル樹脂である生体適合性材料。
【請求項８】
樹脂と前記樹脂に吸着したペプチドを含む生体適合性材料であって、
前記樹脂は、フッ素樹脂であり、
前記ペプチドは、アミノ酸残基の４０％以上が２，３，４，５，６−ペンタフルオロフェニルアラニン残基、３−（トリフルオロメチル）アラニン残基、セリン残基、トレオニン残基、ヒスチジン残基、アスパラギン酸残基、グルタミン酸残基、フェニルアラニン残基又はアスパラギン残基である生体適合性材料。
【請求項９】
請求項８に記載の生体適合性材料であって、
前記ペプチドは、２，３，４，５，６−ペンタフルオロフェニルアラニン残基をＺで表し、３−（トリフルオロメチル）アラニン残基をＸで表したとき、次の配列番号（Ａ−１）〜（Ａ−２１）のいずれかで表されるアミノ酸配列を含むペプチド、又は、次の配列番号（Ａ−１）〜（Ａ−２１）のいずれかで表されるアミノ酸配列に対して１個又は２個のアミノ酸残基が付加、挿入、置換又は欠失したアミノ酸配列を含むペプチドである生体適合性材料。
ＺＺＸＸＺ・・・（Ａ−１）
ＺＸＸＺＺ・・・（Ａ−２）
ＸＸＺＺＸ・・・（Ａ−３）
ＸＺＺＸＸ・・・（Ａ−４）
ＳＴＳＴＳ・・・（Ａ−５）
ＴＳＴＳＴ・・・（Ａ−６）
ＳＳＳＳＳ・・・（Ａ−７）
ＴＴＴＴＴ・・・（Ａ−８）
ＨＨＨＨＨ・・・（Ａ−９）
ＤＳＤＳＤ・・・（Ａ−１０）
ＳＤＳＤＳ・・・（Ａ−１１）
ＤＨＤＨＤ・・・（Ａ−１２）
ＨＤＨＤＨ・・・（Ａ−１３）
ＤＥＤＥＤ・・・（Ａ−１４）
ＥＤＥＤＥ・・・（Ａ−１５）
ＦＦＨＨＦ・・・（Ａ−１６）
ＦＨＨＦＦ・・・（Ａ−１７）
ＨＨＦＦＨ・・・（Ａ−１８）
ＨＦＦＨＨ・・・（Ａ−１９）
ＮＥＮＥＮ・・・（Ａ−２０）
ＥＮＥＮＥ・・・（Ａ−２１）
【請求項１０】
請求項８に記載の生体適合性材料であって、
前記ペプチドは、次の配列番号（３−１）〜（３−５）のいずれかで表されるアミノ酸配列を含むペプチド、又は、次の配列番号（３−１）〜（３−５）のいずれかで表されるアミノ酸配列に対して８０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むペプチドである生体適合性材料。
ＶＨＦＰＴＫＩＳＥＧＤＭ・・・（３−１）
ＳＰＨＬＨＴＳＳＰＷＥＲ・・・（３−２）
ＦＩＥＳＫＴＰＶＤＰＤＧ・・・（３−３）
ＥＡＬＴＶＮＩＫＲＥＭＥ・・・（３−４）
ＳＭＩＶＥＰＲＭＬＳＴＨ・・・（３−５）
【請求項１１】
請求項８に記載の生体適合性材料であって、
前記樹脂は、ポリテトラフルオロエチレンである生体適合性材料。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の生体適合性材料であって、
前記樹脂は、繊維材又は充填材と複合化されている生体適合性材料。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の生体適合性材料であって、
前記樹脂は、前記樹脂とは異なる被着材料に積層されている生体適合性材料。
【請求項１４】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の生体適合性材料であって、
前記樹脂は、機構部品又は電子部品を備えたデバイスの筐体を構成している生体適合性材料。
【請求項１５】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の生体適合性材料と、生体の内部又は生体の表面で機能する機能性物質と、を含む機能性材料であって、
前記機能性物質は、前記生体適合性材料の表面に保持されるか、又は、前記生体適合性材料の表面から放出される機能性材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂との密着性に優れたペプチド、それを用いた生体適合性材料、機能性材料等の生体適合機能材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療の分野では、バイオテクノロジの発展により、治療の形態が多様化している。各種の疾患や損傷を治療・処置するに際し、治療用のバイオデバイス、人工臓器等の利用が拡大しており、生体と人工材料が接触する機会が増えている。また、従来から、各種の医療用のデバイス、医療品、衛生用品等が皮膚に接触する状態で用いられている。
【０００３】
人工材料は、生体と接触すると、種々の生体反応を引き起こすことがある。人工材料を用いたデバイス、人工臓器等が体内に移植されたり、人工材料を用いたデバイス、医療品等が皮膚に長期間にわたって接触したりすると、異物反応やアレルギ反応等により炎症等の種々の症状が現れる。そのため、各種のデバイス、医療品等の材料として、生体適合性を備えた材料が求められている。
【０００４】
従来、樹脂等の有機物質や無機物質の表面にペプチドを付着させた生体適合性材料が知られている。人工材料である樹脂や無機物質の表面にペプチドを付着させて被覆すると、生体への適合に重要な、非異物性、非刺激性、界面的適合性等が向上するため、樹脂等の人工材料に特異的に吸着するペプチドの探索・設計が行われている。
【０００５】
例えば、非特許文献１には、Ｇｌｕ−Ｌｅｕ−Ｔｒｐ−Ａｒｇ−Ｐｒｏ−Ｔｈｒ−Ａｒｇ（ＥＬＷＲＰＴＲ）で表されるアミノ酸配列を持つペプチドが開示されている。このペプチドは、イソタクチックポリメタクリル酸メチル樹脂（isotactic poly(methyl-methacrylate) resin：ｉｔ−ＰＭＭＡ）に対する親和性が高く、剥離エネルギが３１ｋＪ／ｍｏｌと高い数値を示し、ｉｔ−ＰＭＭＡに対して高い密着性を示している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Takeshi Serizawa et al., Langmuir, 2007, 23(22), p.11127-11133
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非特許文献１に記載されているように、樹脂にペプチドを吸着させると、簡単な処理・操作で効率的に生体適合性を付与することができる。しかし、樹脂とペプチドとの親和性・密着性が十分に高くない場合には、移植先の生体内や皮膚上での使用中に、樹脂からペプチドが剥離し、樹脂と生体とが接触して炎症等が起こる虞がある。ペプチドが剥離すると、ペプチドを吸着させていた材料の取り換え等が必要になるため、非特許文献１よりも更に高い剥離エネルギを示し、生体適合性の耐久寿命が長くなるような、樹脂との密着性に優れたペプチドや、それを用いた生体適合性材料、機能性材料等の生体適合機能材料が望まれている。
【０００８】
そこで、本発明は、樹脂との密着性が高く樹脂の表面から剥離し難いペプチドを吸着させて生体適合性を向上させた生体適合性材料、及び、これを備える機能性材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、ｉｔ−ＰＭＭＡに対して高い親和性や密着性を示すペプチドについて鋭意研究を行った結果、トリプトファン残基やアルギニン残基が、ｉｔ−ＰＭＭＡのメトキシカルボニル基やメチル基に対して相互作用を形成し易く、ペプチドを構成するアミノ酸残基として有効であることを見出した。また、プロリン残基やグルタミン酸残基が、ペプチドの主鎖に存在するカルボニル基の酸素をｉｔ−ＰＭＭＡのメトキシカルボニル基に対して相互作用し易い位置に安定させるため、トリプトファン残基やアルギニン残基と併用するアミノ酸残基として有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
また、本発明者らは、ポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene：ＰＴＦＥ）に対して高い親和性や密着性を示すペプチドについて鋭意研究を行った結果、２，３，４，５，６−ペンタフルオロフェニルアラニン残基、３−トリフルオロメチルアラニン残基、セリン残基、トレオニン残基、ヒスチジン残基、アスパラギン酸残基、グルタミン酸残基、フェニルアラニン残基、アスパラギン残基が、ＰＴＦＥの分子鎖に対して相互作用を形成し易いため、ペプチドを構成するアミノ酸残基として有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、前記課題を解決するために本発明に係る生体適合性材料は、樹脂と、前記樹脂に吸着したペプチドと、を含む生体適合性材料であって、前記樹脂は、メトキシカルボニル基、及び、メチル基を有し、前記ペプチドは、アミノ酸残基の７０％以上がトリプトファン残基又はアルギニン残基である。
【００１２】
また、本発明に係る機能性材料は、前記の生体適合性材料と、生体の内部又は生体の表面で機能する機能性物質と、を含む機能性材料であって、前記機能性物質は、前記生体適合性材料の表面に保持されるか、又は、前記生体適合性材料の表面から放出される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、樹脂との密着性が高く樹脂の表面から剥離し難いペプチドを吸着させて生体適合性を向上させた生体適合性材料、及び、これを備える機能性材料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】生体適合性材料の構造を模式的に示す図である。
【図２】剥離エネルギの分子動力学シミュレーションによる計算値と測定実験に基づいて計算した実測値との関係を示す図である。
【図３】表面プラズモン共鳴法による測定で得られるセンサグラムの一例を示す図である。
【図４】ｉｔ−ＰＭＭＡと吸着ペプチド（ＲＷＷＲＰＷＷ：配列番号１−１）との相互作用を示すセンサグラムである。
【図５】ｉｔ−ＰＭＭＡと吸着ペプチド（ＲＷＷＲＲＷＷ：配列番号１−２）との相互作用を示すセンサグラムである。
【図６】ｉｔ−ＰＭＭＡと吸着ペプチド（ＥＷＷＲＰＷＲ：配列番号１−４）との相互作用を示すセンサグラムである。
【図７】ｉｔ−ＰＭＭＡと吸着ペプチド（ＲＷＷＲＰＷＲ：配列番号１−５）との相互作用を示すセンサグラムである。
【図８】ｉｔ−ＰＭＭＡに吸着ペプチド（ＲＷＷＲＰＷＷ：配列番号１−１）が吸着した状態の原子配列を示す画像である。
【図９】ｉｔ−ＰＭＭＡに吸着ペプチド（ＲＷＷＲＲＷＷ：配列番号１−２）が吸着した状態の原子配列を示す画像である。
【図１０】ｉｔ−ＰＭＭＡに吸着ペプチド（ＥＷＷＲＰＷＲ：配列番号１−４）が吸着した状態の原子配列を示す画像である。
【図１１】ｉｔ−ＰＭＭＡに吸着ペプチド（ＲＷＷＲＰＷＲ：配列番号１−５）が吸着した状態の原子配列を示す画像である。
【図１２】ＰＴＦＥに吸着ペプチド（ＺＺＸＸＺＺＸＸＺＺＸＸ：配列番号２−１）が吸着した状態の原子配列を示す画像である。
【図１３】ＰＴＦＥに吸着ペプチド（ＳＴＳＴＳＴＳＴＳＴＳＴ：配列番号２−７）が吸着した状態の原子配列を示す画像である。
【図１４】ＰＴＦＥに吸着ペプチド（ＳＴＳＴＳＰＳＴＳＴＳＴ：配列番号２−３）が吸着した状態の原子配列を示す画像である。
【図１５】ＰＴＦＥに吸着ペプチド（ＨＨＨＨＨＨＨＨＨＨＨＨ：配列番号２−１１）が吸着した状態の原子配列を示す画像である。
【図１６】ＰＴＦＥに吸着ペプチド（ＡＡＡＡＡＡＡＡＡＡＡＡ：配列番号４−４）が吸着した状態の原子配列を示す画像である。
【図１７】吸着ペプチドを吸着させたＰＴＦＥの接触角の測定結果を示す図である。
【図１８】吸着ペプチドを吸着させたＰＴＦＥから吸着ペプチドを解離させた結果を示す図である。
【図１９】繊維材と複合化された生体適合性材料を模式的に示す図である。
【図２０】充填材と複合化された生体適合性材料を模式的に示す図である。
【図２１】被着材料の表面に積層された生体適合性材料を模式的に示す図である。
【図２２】デバイスの筐体を構成している生体適合性材料を模式的に示す図である。
【図２３】機能性材料の構成例を模式的に示す図である。
【図２４】機能性材料の構成例を模式的に示す図である。
【図２５】機能性材料の構成例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係るペプチド、それを用いた生体適合性材料、及び、それを用いた機能性材料について、図を参照しながら説明する。なお、以下の各図において共通する構成については同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１６】
＜生体適合性材料＞
図１は、生体適合性材料の構造を模式的に示す図である。
図１に示すように、本実施形態に係る生体適合性材料１０は、材料の本体である樹脂１と、樹脂１に吸着した吸着ペプチド（ペプチド）２と、を少なくとも含む。
【００１７】
生体適合性材料１０は、生体物質に近い物質である吸着ペプチド２が樹脂１に吸着した構造であるため、樹脂１のみを材料とする場合と比較して良好な生体適合性を示す材料となる。なお、本明細書において、生体適合性とは、長期間にわたって生体に悪影響や強い刺激を与えず、本来の機能を果たしながら生体と共存できる性質を意味する。
【００１８】
生体適合性材料１０は、生体と接触する可能性がある任意の物品の材料として用いることができる。生体適合性材料１０で形成する物品は、生体と接触する可能性がある限り、種類、用途、機能等が、特に制限されるものではない。生体適合性材料１０は、生体内、例えばヒトの体内や、生体の表面、例えば皮膚や、その他の組織や臓器に接触する用途に好適に用いられる。
【００１９】
生体適合性材料１０で形成する物品の具体例としては、人工臓器、人工組織、体内移植型治療用デバイス、体表固定型治療用デバイス、診断用デバイス、治療用器具、手術用器具、手術用材料、骨接合材料、歯科材料、補填材料、骨矯正器具、歯列矯正器具、その他の補装具、コンタクトレンズ、眼鏡、衣類、履物、絆創膏やガーゼ等の創傷被覆材、包帯、貼付剤、パップ剤等が挙げられる。
【００２０】
生体適合性材料１０を構成する樹脂１は、成形体、非成形固体等のいずれの状態であってもよい。樹脂１の形状は、生体適合性材料１０で形成する物品の種類、用途、機能等に応じて適宜の形状とすることが可能であり、特に制限されるものではない。樹脂１は、物品の全体を構成してもよいし、物品の一部のみを構成してもよい。樹脂１としては、後記するとおり、メトキシカルボニル基とメチル基を有する樹脂、又は、フッ素樹脂が用いられる。
【００２１】
生体適合性材料１０を構成する吸着ペプチド２は、樹脂１に対して、ファンデルワールス力、水素結合、双極子相互作用等の非共有結合性の分子間力で吸着して、樹脂１の表面に保持される。吸着ペプチド２は、樹脂１の表面の全部に吸着していてもよいし、樹脂１の表面の一部に吸着していてもよい。吸着ペプチド２としては、後記するとおり、所定のアミノ酸配列を有しており、特定の樹脂１に対して特異的な親和性を示すペプチドが用いられる。
【００２２】
＜剥離エネルギ＞
樹脂と吸着ペプチドとの親和性（結合力）は、剥離エネルギ値によって評価することができる。剥離エネルギは、樹脂と吸着ペプチドとが互いに吸着している状態と、樹脂と吸着ペプチドとが互いに解離した状態とのエネルギ差として定義される。
【００２３】
樹脂ＡとペプチドＢとの相互作用によって複合体ＡＢを生成する吸着反応（結合反応及び解離反応）は、次の反応式（１）で表すことができる。但し、反応式（１）中、ｋ１は結合速度定数［Ｍ−１・ｓ−１］、ｋ−１は解離速度定数［ｓ−１］を表す。
【００２４】
【化１】
2020169141.tif 000003
【００２５】
複合体ＡＢを生成する吸着反応の速度式は、樹脂Ａ及びペプチドＢが１次反応に従うとすると、ある時間ｔにおける樹脂Ａの濃度を［Ａ］、ペプチドＢの濃度を［Ｂ］、複合体ＡＢの濃度を［ＡＢ］としたとき、次の数式（２）で表される。
【００２６】
【数１】
2020169141.tif 000004
【００２７】
反応式（１）の平衡定数Ｋａは、数式（２）の左辺＝０として計算すると、次の数式（３）が成り立つ。
【００２８】
【数２】
2020169141.tif 000005
【００２９】
複合体ＡＢを生成する吸着反応における標準ギブズエネルギΔＧ［Ｊ／ｍｏｌ］は、気体定数をＲ［Ｊ・Ｋ−１・ｍｏｌ−１］、絶対温度をＴ［Ｋ］としたとき、次の数式（４）で表される。
【数３】
2020169141.tif 000006
【００３０】
剥離エネルギは、複合体ＡＢを生成する吸着反応における標準ギブズエネルギΔＧに相当するので、結合速度定数ｋ１と解離速度定数ｋ−１とを用いて、数式（３）及び（４）から求めることができる。結合速度定数ｋ１と解離速度定数ｋ−１は、樹脂をリガンド、吸着ペプチドの溶液をアナライト溶液として、表面プラズモン共鳴法によって測定することができる。
【００３１】
＜ＰＭＭＡ吸着ペプチド＞
はじめに、吸着ペプチドの一例として、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）等のメトキシカルボニル基とメチル基を有する樹脂に対して高い親和性を示すＰＭＭＡ吸着ペプチドについて説明する。
【００３２】
ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、トリプトファン残基（Ｔｒｐ：Ｗ）、アルギニン残基（Ａｒｇ：Ｒ）、プロリン残基（Ｐｒｏ：Ｐ）、及び、グルタミン酸残基（Ｇｌｕ：Ｅ）のうち、一種以上のアミノ酸残基を含むアミノ酸配列で形成される。
【００３３】
表１は、ペプチドとイソタクチックポリメタクリル酸メチル樹脂（ｉｔ−ＰＭＭＡ）との吸着反応の剥離エネルギ、結合速度定数、解離速度定数と、アミノ酸配列中のトリプトファン残基（Ｗ）、アルギニン残基（Ｒ）、プロリン残基（Ｐ）及びグルタミン酸残基（Ｅ）の存在率を示している。
【００３４】
【表１】
2020169141.tif 000007
【００３５】
配列番号１−１〜１−５は、分子設計によってｉｔ−ＰＭＭＡに対する親和性を向上させた本発明に係るＰＭＭＡ吸着ペプチドである。配列番号１−６〜１−１９は、ｉｔ−ＰＭＭＡに対する親和性が高い非特許文献１に記載されたペプチドである。
【００３６】
表１において、剥離エネルギとしては、分子動力学シミュレーションによる計算値（ＳＩＭ計算値）と、測定実験に基づいて計算した実測値とを示している。実測値は、表面プラズモン共鳴法により測定した結合速度定数ｋ１と解離速度定数ｋ−１とを用いて、数式（３）及び（４）から計算している。
【００３７】
なお、配列番号１−１〜１−５についての実測値は、ペプチドの親和性が高く、解離を生じなかったため、測定されていない。配列番号１−６〜１−１９についての実測値は、非特許文献１に掲載されている結合速度定数ｋ１と解離速度定数ｋ−１から計算している。気体定数Ｒ＝８．３１４［ｍ２・ｋｇ・ｓ−２・Ｋ−１・ｍｏｌ−１］、絶対温度Ｔ＝３００［Ｋ］である。
【００３８】
分子動力学シミュレーションは、非特許文献（Akbar Bagri et al., Nature Chemistry, 2010, 2, p.581-587）と同様に、反応分子動力学計算プログラム「ＲｅａｘＦＦ」を用いて、水中における原子・分子の挙動を模擬して行った。ＲｅａｘＦＦは、結合距離と結合次数の関係と、結合次数と結合エネルギの関係との両方を計算に用いるプログラムであり、炭化水素−酸素系における結合の開裂と生成を記述する反応力場を提供するという特徴がある。ＲｅａｘＦＦでは、全原子対間で接続状態を変えて計算を行うことにより、非結合性の相互作用が解析される。
【００３９】
表面プラズモン共鳴法による測定実験は、非特許文献（新井盛夫、「表面プラズモン共鳴を用いたバイオセンサー（ＢＩＡＣＯＲＥＴＭ）による生体分子相互作用の解析」、日本血栓止血学会誌、一般社団法人日本血栓止血学会、１９９７年１０月１日、第８巻、第５号、ｐ．３９７−４０５）と同様に、分子間相互作用解析装置「Ｂｉａｃｏｒｅ  Ｘ」（ＧＥヘルスケア社製）を用いて行った。
【００４０】
ｉｔ−ＰＭＭＡとしては、数平均分子量Ｍｎ＝３２９００、重量平均分子量Ｍｗ／数平均分子量Ｍｎ＝１．３、トライアッド存在比がｍｍ：ｍｒ：ｒｒ＝９７：３：０である樹脂を用いた。ｉｔ−ＰＭＭＡは、センサチップの金を接着させたガラススライドに約１０ｎｍの厚さで被覆し、ｉｔ−ＰＭＭＡを被覆したセンサチップを解析装置に取り付けた。
【００４１】
ペプチドとしては、表１に示すアミノ酸配列であり、遊離のＮ末端を有し、Ｃ末端がアミド化されているペプチドを用いた。ペプチドは、高速液体クロマトグラフィで精製した後、１５０ｍＭのＮａＣｌを溶解した１０ｍＭのＨＥＰＥＳバッファ（ｐＨ７．４）に溶解させてアナライト溶液とした。
【００４２】
表面プラズモン共鳴法による測定実験では、はじめに、ペプチドを溶解したアナライト溶液を、ｉｔ−ＰＭＭＡの表面に温度２５℃、流量２０μｍ／ｍｉｎで２分間流して、結合反応を生じさせた。その後、ペプチドを含まないバッファを、同様の条件で２分間流して、解離反応を生じさせた。
【００４３】
そして、互いに異なる複数の濃度について測定されたセンサグラムを、解析ソフト「ＢＩＡｅｖａｌｕａｔｉｏｎ  ｖｅｒ．４．１」（ＧＥヘルスケア社製）を用いて同時にグローバルフィッティングし、数式（２）に対応するレゾナンスユニットＲＵとレゾナンスユニットの時間変化量ｄ（ＲＵ）／ｄｔとの直線関係から、結合速度定数ｋ１と解離速度定数ｋ−１を求めた。
【００４４】
表１に示すように、配列番号１−１〜１−５の結合速度定数は、非特許文献１で剥離エネルギが最大である配列番号１−６と比較して概ね大きい数値であった。また、配列番号１−１〜１−５の解離速度定数は、ｉｔ−ＰＭＭＡとペプチドとの親和性が高く、解離が観測されなかったため、０を超える有限の値とならなかった。
【００４５】
分子動力学シミュレーションと測定実験の結果から、配列番号１−１〜１−５は、ｉｔ−ＰＭＭＡに対して結合し易い一方で、ｉｔ−ＰＭＭＡから解離し難いことが分かる。配列番号１−１〜１−５の剥離エネルギの実測値は、配列番号１−６と比較して大きい数値であることが明らかであり、ｉｔ−ＰＭＭＡに対する親和性の高さを確認することができる。
【００４６】
図２は、剥離エネルギの分子動力学シミュレーションによる計算値と測定実験に基づいて計算した実測値との関係を示す図である。
図２において、横軸は、剥離エネルギの分子動力学シミュレーションによる計算値［ｋＪ／ｍｏｌ］、縦軸は、剥離エネルギの測定実験に基づいて計算した実測値［ｋＪ／ｍｏｌ］を示す。図２には、非特許文献１に記載されたペプチド（配列番号１−６〜１−１９）の結果をプロットしている。
【００４７】
図２に示すように、剥離エネルギの分子動力学シミュレーションによる計算値は、測定実験に基づいて計算した実測値に対して、良くあてはまっている。この結果から、ＲｅａｘＦＦのような結合の開裂と生成を記述する反応力場を提供するプログラムによると、樹脂とペプチドとの吸着反応を高精度に模擬できることが分かる。
【００４８】
配列番号１−１〜１−５は、非特許文献１で剥離エネルギが最大である配列番号１−６と比較して、剥離エネルギの計算値が大きく向上しており、ｉｔ−ＰＭＭＡに対する親和性が高く、ｉｔ−ＰＭＭＡに対する密着性が優れたペプチドであるといえる。
【００４９】
次に、ｉｔ−ＰＭＭＡとＰＭＭＡ吸着ペプチドとの相互作用を表面プラズモン共鳴法によって測定した結果を示す。
【００５０】
図３は、表面プラズモン共鳴法による測定で得られるセンサグラムの一例を示す図である。
図３に示すように、センサチップ上にアナライト溶液を流し、ｉｔ−ＰＭＭＡにＰＭＭＡ吸着ペプチドを吸着（結合）させると、表面プラズモン共鳴によるシグナルが上昇を示す。そして、ＰＭＭＡ吸着ペプチドを含まない溶液が流されると、ｉｔ−ＰＭＭＡに吸着しているＰＭＭＡ吸着ペプチドがｉｔ−ＰＭＭＡから解離し、シグナルが下降を示す。これらの結果から、結合速度定数ｋ１や解離速度定数ｋ−１を求めることができる。
【００５１】
図４は、ｉｔ−ＰＭＭＡと吸着ペプチド（ＲＷＷＲＰＷＷ：配列番号１−１）との相互作用を示すセンサグラムである。図５は、ｉｔ−ＰＭＭＡと吸着ペプチド（ＲＷＷＲＲＷＷ：配列番号１−２）との相互作用を示すセンサグラムである。図６は、ｉｔ−ＰＭＭＡと吸着ペプチド（ＥＷＷＲＰＷＲ：配列番号１−４）との相互作用を示すセンサグラムである。図７は、ｉｔ−ＰＭＭＡと吸着ペプチド（ＲＷＷＲＰＷＲ：配列番号１−５）との相互作用を示すセンサグラムである。
【００５２】
図４〜図７に示すように、所定のアミノ酸配列を有するＰＭＭＡ吸着ペプチドでは、ＰＭＭＡ吸着ペプチドを含まない溶液を流しても、シグナルが下降せず一定であり、ＰＭＭＡ吸着ペプチドの解離が観測されなかった。したがって、これらのＰＭＭＡ吸着ペプチドは、ｉｔ−ＰＭＭＡから解離し難く、極めて高い剥離エネルギであり、樹脂とペプチドとの親和性・密着性が十分に高かったといえる。
【００５３】
次に、ｉｔ−ＰＭＭＡとＰＭＭＡ吸着ペプチドの原子配列を分子動力学シミュレーションで計算した結果を示す。
【００５４】
図８は、ｉｔ−ＰＭＭＡに吸着ペプチド（ＲＷＷＲＰＷＷ：配列番号１−２）が吸着した状態の原子配列を示す画像である。図９は、ｉｔ−ＰＭＭＡに吸着ペプチド（ＲＷＷＲＲＷＷ：配列番号１−２）が吸着した状態の原子配列を示す画像である。図１０は、ｉｔ−ＰＭＭＡに吸着ペプチド（ＥＷＷＲＰＷＲ：配列番号１−４）が吸着した状態の原子配列を示す画像である。図１１は、ｉｔ−ＰＭＭＡに吸着ペプチド（ＲＷＷＲＰＷＲ：配列番号１−５）が吸着した状態の原子配列を示す画像である。
【００５５】
図８〜１１では、ＰＭＭＡ吸着ペプチドが吸着しているｉｔ−ＰＭＭＡの界面を、ＰＭＭＡ吸着ペプチドの側から見た三次元モデリング画像を示している。細いスティックはｉｔ−ＰＭＭＡの分子鎖、太いスティックは吸着ペプチドの主鎖、中間の太さのスティックは吸着ペプチドの側鎖を示す。ＰＭＭＡ吸着ペプチド中で最大の球は、主鎖に存在するカルボニル基の酸素を示す。
【００５６】
図８〜１１の画像上では、ＰＭＭＡ吸着ペプチド中の水素原子や、系内に存在する水和水等の水分子を、非表示としている。英数字で示される符号は、左字がＮ末端から数えたアミノ酸残基の番号、右字がアミノ酸残基の一文字表記である。
【００５７】
図８〜１１に示すように、ｉｔ−ＰＭＭＡは、分子鎖同士が互いに平行に配向し、メトキシカルボニル基同士及びメチル基同士が、互いに向かい合う状態になっている。ｉｔ−ＰＭＭＡの分子鎖同士の間には、主としてメトキシカルボニル基が位置する領域（ＣＨ３ＯＣＯ領域）と、主としてメチル基が位置する領域（ＣＨ３領域）とが生じている。
【００５８】
これに対し、ＰＭＭＡ吸着ペプチドの主鎖は、ｉｔ−ＰＭＭＡの分子鎖と略平行に配向し、βストランド様のジグザグ構造を形成している。ＰＭＭＡ吸着ペプチドの主鎖に存在するカルボニル基の酸素（最大の球）は、いずれも、ｉｔ−ＰＭＭＡのメトキシカルボニル基の基端側（エステル基付近）に位置している。
【００５９】
また、ＰＭＭＡ吸着ペプチドを構成するアミノ酸残基のうち、Ｎ末端からＣ末端に向かって奇数番目に位置するアミノ酸残基の側鎖は、ＣＨ３ＯＣＯ領域に位置しており、主鎖に最も近いｉｔ−ＰＭＭＡに隣接した別のｉｔ−ＰＭＭＡのメトキシカルボニル基に接近している。
【００６０】
一方、ＰＭＭＡ吸着ペプチドを構成するアミノ酸残基のうち、Ｎ末端からＣ末端に向かって偶数番目に位置するアミノ酸残基の側鎖は、ＣＨ３領域に位置しており、主鎖に最も近いｉｔ−ＰＭＭＡに隣接した反対側のｉｔ−ＰＭＭＡの主鎖やメチル基に接近している。
【００６１】
図８〜１１に示すシミュレーション結果によると、ＰＭＭＡ吸着ペプチドの主鎖は、ｉｔ−ＰＭＭＡの分子鎖との間に、分子間の相互作用を形成すると考えられる。また、ＰＭＭＡ吸着ペプチドを構成するアミノ酸残基のうち、Ｎ末端からＣ末端に向かって奇数番目に位置するアミノ酸残基の側鎖は、主鎖に最も近いｉｔ−ＰＭＭＡに隣接するｉｔ−ＰＭＭＡのメトキシカルボニル基付近との間に、水素結合等の分子間の相互作用を形成すると考えられる。また、ＰＭＭＡ吸着ペプチドを構成するアミノ酸残基のうち、Ｎ末端からＣ末端に向かって偶数番目に位置するアミノ酸残基の側鎖は、主鎖に最も近いｉｔ−ＰＭＭＡに隣接するｉｔ−ＰＭＭＡの主鎖やメチル基との間に、分子間の相互作用を形成すると考えられる。
【００６２】
特に、図８、図１０〜１１に示すシミュレーション結果によると、ＰＭＭＡ吸着ペプチドにプロリン残基やグルタミン酸残基が存在している場合、ＰＭＭＡ吸着ペプチドの主鎖のジグザグ構造が崩れ難くなり、主鎖の構造や側鎖の配向が安定化されることが分かる。
【００６３】
表１や図８〜１１の結果に基づくと、ＰＭＭＡ吸着ペプチドを構成するアミノ酸残基としては、メトキシカルボニル基やメチル基に対する吸着力が高い点で、トリプトファン残基やアルギニン残基が有効であるといえる。また、プロリン残基やグルタミン酸残基は、吸着力がトリプトファン残基やアルギニン残基に劣るものの、ＰＭＭＡ吸着ペプチドの主鎖の構造や側鎖の配向の安定化に寄与する点で有効であるといえる。
【００６４】
したがって、ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、トリプトファン残基（Ｗ）、アルギニン残基（Ｒ）、プロリン残基（Ｐ）、及び、グルタミン酸残基（Ｅ）のうち、一種以上のアミノ酸残基を含み、トリプトファン残基又はアルギニン残基の存在比率が高いアミノ酸配列であることが好ましい。
【００６５】
ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、Ｗ、Ｒ、Ｐ及びＥのみを用いて形成してもよいし、その他のアミノ酸残基を用いて形成してもよい。ＰＭＭＡ吸着ペプチドを構成するアミノ酸残基は、Ｌ型であることが好ましい。
【００６６】
ＰＭＭＡ吸着ペプチドの剥離エネルギは、好ましくは３５．０ｋＪ／ｍｏｌ以上、より好ましくは３６．０ｋＪ／ｍｏｌ以上、更に好ましくは３７．０ｋＪ／ｍｏｌ以上、更に好ましくは３８．０ｋＪ／ｍｏｌ以上である。
【００６７】
ＰＭＭＡ吸着ペプチドの長さは、アミノ酸残基で５個以上であることが好ましく、６個以上であることがより好ましい。また、アミノ酸残基で１００個以下であることが好ましく、２０個以下であることがより好ましく、１５個以下であることが更に好ましく、１０個以下であることが更に好ましい。ＰＭＭＡ吸着ペプチドが長いほど、樹脂に対して高い親和性を得ることができる。一方、ＰＭＭＡ吸着ペプチドが短いほど、分子内や分子間で凝集し難くなるため、化学修飾、クラスタ化等の改変が容易になる。ＰＭＭＡ吸着ペプチドの長さは、アミノ酸残基が７個であることが特に好ましい。
【００６８】
ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、アミノ酸残基の７０％以上がトリプトファン残基又はアルギニン残基であることが好ましい。アミノ酸配列の全長に対するトリプトファン残基及びアルギニン残基の存在率は、７５％以上がより好ましく、８０％以上が更に好ましく、８５％以上が更に好ましく、９０％以上が更に好ましい。また、トリプトファン残基及びアルギニン残基の存在率は、１００％としてもよいし、９５％未満としてもよいし、９０％未満としてもよい。
【００６９】
トリプトファン残基やアルギニン残基は、側鎖が比較的長く、樹脂のメトキシカルボニル基やメチル基に対して、比較的強い相互作用を形成することができる。また、トリプトファン残基は、側鎖が比較的剛直であり、ＰＭＭＡ吸着ペプチドの主鎖の構造や側鎖の配向を安定させる傾向がある。一方、アルギニン残基は、トリプトファン残基よりも側鎖が長いため、トリプトファン残基とは異なる相互作用を形成することができる。そのため、トリプトファン残基やアルギニン残基の存在率を高くすると、メトキシカルボニル基とメチル基を有する樹脂に対して高い親和性を示すＰＭＭＡ吸着ペプチドが得られる。
【００７０】
ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、アミノ酸残基の１０％以上がプロリン残基又はグルタミン酸残基であることが好ましい。アミノ酸配列の全長に対するプロリン残基及びグルタミン酸残基の存在率は、１５％以上としてもよいし、２０％以上としてもよい。また、プロリン残基及びグルタミン酸残基の存在率は、２５％未満としてもよいし、２０％未満としてもよいし、１５％未満としてもよい。
【００７１】
プロリン残基は、環構造を有しており、ペプチド結合の結合角や二面角が制約・固定されるため、主鎖の構造を安定化させる作用を示す。また、グルタミン酸残基は、側鎖が比較的長く、側鎖に極性基を有している。そのため、プロリン残基又はグルタミン酸残基を介在させると、βストランド様のジグザグ構造が崩れ難くなり、主鎖の構造や側鎖の配向が安定化する場合がある。
【００７２】
ＰＭＭＡ吸着ペプチドを構成するアミノ酸残基のうち、ＰＭＭＡ吸着ペプチドのＮ末端からＣ末端に向かって奇数番目に位置するアミノ酸残基や、偶数番目に位置するアミノ酸残基は、同種のアミノ酸残基が２個以上連続した配列でないことが好ましい。
【００７３】
例えば、Ｔｒｐ−Ｘａａ−Ｔｒｐ−Ｘａａ−Ｔｒｐ（但し、Ｘａａは任意のアミノ酸残基。）等のように、同種のアミノ酸残基が２個以上連続した配列であると、奇数番目の側鎖同士や偶数番目の側鎖同士が干渉して、主鎖の構造が崩れたり、分子内の相互作用で凝集化を生じたりする。これに対し、同種のアミノ酸残基が連続しない配列とすると、ＰＭＭＡ吸着ペプチドの主鎖の構造や側鎖の配向が安定化する傾向がある。
【００７４】
ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、ＰＭＭＡ吸着ペプチドのＮ末端からＣ末端に向かって偶数番目に位置するアミノ酸残基が、Ｔｒｐ、Ａｒｇ、Ｔｒｐの順の配列（Ｔｒｐ−Ｘａａ−Ａｒｇ−Ｘａａ−Ｔｒｐ）、又は、Ａｒｇ、Ｔｒｐ、Ａｒｇの順の配列（Ａｒｇ−Ｘａａ−Ｔｒｐ−Ｘａａ−Ａｒｇ）であることが好ましい（但し、３番目のアミノ酸残基は、Ｃ末端側に位置する最後の偶数番目のアミノ酸残基であるか、又は、次の偶数番目のアミノ酸残基が異なる種類のアミノ酸残基である中間のアミノ酸残基である。）。
【００７５】
このような配列であると、同種のアミノ酸残基が連続してなく、ＰＭＭＡ吸着ペプチドの主鎖の構造や側鎖の配向が安定化し、アミノ酸残基の側鎖と樹脂のメチル基との間に相互作用が形成され易いため、樹脂に対する親和性が高くなる傾向がある。
【００７６】
ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、Ｎ末端から２ｎ番目のアミノ酸残基がトリプトファン（Ｗ）残基、２ｎ＋２番目のアミノ酸残基がアルギニン（Ｒ）残基、２ｎ＋４番目のアミノ酸残基がトリプトファン（Ｗ）残基であることが特に好ましい（但し、ｎは自然数を表す。２ｎ＋４番目のアミノ酸残基は、Ｃ末端側に位置する最後の偶数番目のアミノ酸残基であるか、又は、次の２ｎ＋６番目のアミノ酸残基がアルギニン残基以外のアミノ酸残基である中間のアミノ酸残基である。）。
【００７７】
通常、ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、偶数番目のアミノ酸残基がｉｔ−ＰＭＭＡのメチル基に近接して安定になる。しかし、アルギニンの側鎖はメチル基と比較して長いため、偶数番目に位置するアルギニン残基の側鎖は、折れ曲がり易く、隣接する樹脂の分子鎖に向けて配向し難い傾向がある。偶数番目に位置するアミノ酸残基がＡｒｇ、Ｔｒｐ、Ａｒｇの順の配列であると、アルギニン残基の側鎖同士が、隣接している偶数番目のアミノ酸残基を超えて干渉することがあるため、ＰＭＭＡ吸着ペプチドの主鎖の構造が崩れ易くなる。これに対し、偶数番目に位置するアミノ酸残基がＴｒｐ、Ａｒｇ、Ｔｒｐの順の配列であると、樹脂に対する親和性を高くしつつ、ＰＭＭＡ吸着ペプチドの主鎖の構造や側鎖の配向を安定化させることができる。
【００７８】
ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、Ｎ末端から２ｍ−１番目のアミノ酸残基がアルギニン（Ｒ）残基、２ｍ＋１番目のアミノ酸残基がトリプトファン（Ｗ）残基、２ｍ＋３番目のアミノ酸残基がプロリン（Ｐ）残基であるか、又は、Ｎ末端から２ｍ−１番目のアミノ酸残基がアルギニン（Ｒ）残基、２ｍ＋１番目のアミノ酸残基がトリプトファン（Ｗ）残基、２ｍ＋３番目のアミノ酸残基がアルギニン（Ｒ）残基であるか、又は、Ｎ末端から２ｍ−１番目のアミノ酸残基がトリプトファン（Ｗ）残基、２ｍ＋１番目のアミノ酸残基がトリプトファン（Ｗ）残基、２ｍ＋３番目のアミノ酸残基がプロリン（Ｐ）残基であるか、又は、Ｎ末端から２ｍ−１番目のアミノ酸残基がグルタミン酸（Ｅ）残基、２ｍ＋１番目のアミノ酸残基がトリプトファン（Ｗ）残基、２ｍ＋３番目のアミノ酸残基がプロリン（Ｐ）残基であることが好ましい（但し、ｍは自然数を表す。）。
【００７９】
通常、ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、奇数番目のアミノ酸残基がｉｔ−ＰＭＭＡのメトキシカルボニル基に近接して安定になる。しかし、メトキシカルボニル基はメチル基と比較して長いため、奇数番目に位置するアミノ酸残基がＡｒｇ、Ｔｒｐ、Ａｒｇの順の配列であっても、アルギニン残基の側鎖同士が、隣接している奇数番目のアミノ酸残基を超えて干渉するようなことが少なく、ＰＭＭＡ吸着ペプチドの主鎖の構造は崩れ難くなる。奇数番目に位置するアミノ酸残基がＡｒｇ、Ｔｒｐ、Ａｒｇの順の配列であると、トリプトファンよりも長いアルギニンの側鎖が分子間の相互作用を形成するため、樹脂に対する親和性を高くすることができる。
【００８０】
また、ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、Ｎ末端から２ｍ＋３番目のアミノ酸残基がプロリン（Ｐ）残基であるとき、２ｍ＋５番目のアミノ酸残基が、トリプトファン（Ｒ）残基、又は、アルギニン（Ｒ）残基であることがより好ましい。
【００８１】
２ｍ＋３番目のアミノ酸残基がＰｒｏであるとき、２ｍ＋５番目のアミノ酸残基がＴｒｐ又はＡｒｇであると、ＰＭＭＡ吸着ペプチドの主鎖のジグザグ構造が、Ｐｒｏの分子構造によって安定化し、２ｍ＋５番目のＴｒｐ又はＡｒｇの側鎖を、隣接する分子鎖のメトキシカルボニル基側に向けて配向させる傾向がある。そのため、２ｍ＋５番目のアミノ酸残基がＴｒｐ又はＡｒｇであると、樹脂に対する親和性を高くすることができる場合がある。
【００８２】
なお、ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、このような偶数番目の所定のアミノ酸配列（Ｗ・Ｒ・Ｗ，Ｒ・Ｗ・Ｒ）や、奇数番目の所定のアミノ酸配列（Ｒ・Ｗ・Ｐ，Ｒ・Ｗ・Ｒ，Ｗ・Ｗ・Ｐ，Ｅ・Ｗ・Ｐ）を、全アミノ酸残基中の最もＮ末端側に有していてもよいし、全アミノ酸残基中の中間の位置に有していてもよい。すなわち、前記のアミノ酸残基の番号について、ｎ＝１やｍ＝１であってもよいし、ｎ＞１やｍ＞１であってもよい。但し、ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、アミノ酸残基が１０個以下程度に短いことが好ましく、この場合、全アミノ酸残基中の最もＮ末端側（ｎ＝１やｍ＝１のアミノ酸残基）に有していることが好ましい。
【００８３】
また、ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、このような偶数番目の所定のアミノ酸配列（Ｗ・Ｒ・Ｗ，Ｒ・Ｗ・Ｒ）や、奇数番目の所定のアミノ酸配列（Ｒ・Ｗ・Ｐ，Ｒ・Ｗ・Ｒ，Ｗ・Ｗ・Ｐ，Ｅ・Ｗ・Ｐ）を、全長中に１個有していてもよいし、全長中に複数個有していてもよい。但し、ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、アミノ酸残基が１０個以下程度に短いことが好ましく、この場合、全長中に１個有していることが好ましい。
【００８４】
また、ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、このような偶数番目の所定のアミノ酸配列（Ｗ・Ｒ・Ｗ，Ｒ・Ｗ・Ｒ）や、奇数番目の所定のアミノ酸配列（Ｒ・Ｗ・Ｐ，Ｒ・Ｗ・Ｒ，Ｗ・Ｗ・Ｐ，Ｅ・Ｗ・Ｐ）を、互いに連続する位置に有していてもよいし、互いにずれた位置に有していてもよい。すなわち、前記のアミノ酸残基の番号について、ｎ＝ｍであってもよいし、ｎ≠ｍであってもよい。但し、ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、アミノ酸残基が１０個以下程度に短いことが好ましく、この場合、互いに連続する位置（ｎ＝ｍのアミノ酸残基）に有していることが好ましい。
【００８５】
ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、次の配列番号（１−１）〜（１−５）のいずれかで表されるアミノ酸配列に対して１個又は２個のアミノ酸残基が付加、挿入、置換又は欠失したアミノ酸配列を含むペプチドであることが好ましく、配列番号（１−１）〜（１−５）のいずれかで表されるアミノ酸配列を含むペプチドであることがより好ましく、配列番号（１−１）〜（１−５）のいずれかで表されるアミノ酸配列であることが特に好ましい。
【００８６】
ＲＷＷＲＰＷＷ・・・（１−１）
ＲＷＷＲＲＷＷ・・・（１−２）
ＷＷＷＲＰＷＷ・・・（１−３）
ＥＷＷＲＰＷＲ・・・（１−４）
ＲＷＷＲＰＷＲ・・・（１−５）
【００８７】
ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、配列番号１−１〜１−５のアミノ酸配列以外に、特定の機能を有するアミノ酸配列を有していてもよい。ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、これらのアミノ酸配列を、全アミノ酸残基中の最もＮ末端側に有していてもよいし、全アミノ酸残基中の中間の位置に有していてもよい。
【００８８】
また、ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、配列番号１−１〜１−５のアミノ酸配列を、全長中に１個有していてもよいし、全長中に複数個有していてもよい。ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、これらのアミノ酸配列のうち、一種を有していてもよいし、複数種を有していてもよい。
【００８９】
なお、ＰＭＭＡ吸着ペプチドのＮ末端やＣ末端は、化学修飾されていてもよいし、任意の電離状態であっていてもよい。例えば、Ｎ末端は、−ＮＨ２、−ＮＨ３＋、−ＣＨ３ＣＯ、９−フルオレニルメチルオキシカルボニル（9-fluorenylmethyloxycarbonyl：Ｆｍｏｃ）基、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル（tert-butoxycarbonyl：Ｂｏｃ）基等のいずれであってもよい。Ｃ末端は、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ２、−ＣＯＮＨ３＋等のいずれであってもよい。
【００９０】
ＰＭＭＡ吸着ペプチドが、配列番号１−１〜１−５のいずれかで表されるアミノ酸配列や、そのアミノ酸配列に類似したアミノ酸配列を含むペプチドであると、メトキシカルボニル基とメチル基を有する樹脂に対する剥離エネルギの理論値が高くなり、樹脂に対して高い親和性が得られる。そのため、樹脂に吸着させたペプチドが剥がれを起こし難くなり、より長期間にわたって生体適合性が持続する生体適合材料を得ることができる。
【００９１】
ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、例えば、液相合成法、固相合成法等の化学的合成法や、遺伝子工学的合成法等の各種の合成法を用いて合成することができる。液相合成法としては、例えば、非特許文献（Keisuke Aihara et al., Organic Letters, 2015, 17(3), p.696-699）に記載されている可溶性アンカを用いる合成法や、非特許文献（矢内原昇  他２名、「ペプチドの化学合成とその応用」、有機合成化学協会誌、公益社団法人有機合成化学協会、１９９８年１１月１日、第４６巻、第１１号、ｐ．１０７３−１０８４）に記載されているｓｔｅｐｗｉｓｅ法やフラグメント縮合法等を用いることができる。また、固相合成法としては、例えば、前記の非特許文献（有機合成化学協会誌）に記載されている各種の合成法や、非特許文献（軒原清史、「ペプチド合成の新技術」、高分子、公益社団法人高分子学会、１９９４年９月１日、第４３巻、第９号、ｐ．６１１−６１５）に記載されている各種の合成法を用いることができる。
【００９２】
＜メトキシカルボニル基とメチル基を有する樹脂＞
ＰＭＭＡ吸着ペプチドを吸着させる樹脂（生体適合性材料１０を構成する樹脂１）としては、メトキシカルボニル基とメチル基を有する樹脂である限り、任意の樹脂を用いることができる。
【００９３】
ＰＭＭＡ吸着ペプチドを吸着させる樹脂は、メトキシカルボニル基とメチル基とを有する単量体の重合体であってもよいし、メトキシカルボニル基を有する単量体とメチル基を有する単量体との共重合体であってもよいし、メトキシカルボニル基やメチル基を有する単量体とその他の単量体との共重合体であってもよい。共重合体としては、ブロック共重合体、ランダム共重合体、及び、グラフト共重合体のいずれであってもよい。
【００９４】
ＰＭＭＡ吸着ペプチドを吸着させる樹脂としては、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）が好ましく、イソタクチックポリメタクリル酸メチル樹脂（ｉｔ−ＰＭＭＡ）が特に好ましい。樹脂がＰＭＭＡであると、単量体がメトキシカルボニル基とメチル基を有しているため、高い親和性が得られる。また、樹脂がｉｔ−ＰＭＭＡであると、メトキシカルボニル基とメチル基が立体規則的且つ均一な配置であるため、より高い親和性が得られる。また、アタクチックポリメタクリル酸メチル樹脂（atactic poly(methyl-methacrylate) resin：ａｔ−ＰＭＭＡ）や、シンジオタクチックポリメタクリル酸メチル樹脂（syndiotactic poly(methyl-methacrylate) resin：ｓｔ−ＰＭＭＡ）と比較して、ガラス転移温度が低いため、生体適合性材料の加工が容易になる。
【００９５】
イソタクチックポリメタクリル酸メチル樹脂（ｉｔ−ＰＭＭＡ）は、イソタクチックトライアッド分率（ｍｍ）が５０％以上であり、好ましくは７０％以上であり、より好ましくは９０％以上であり、更に好ましくは９５％以上である。ｉｔ−ＰＭＭＡは、メタクリル酸メチル以外の単量体を含んでいてもよい。
【００９６】
ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）は、例えば、非特許文献１に記載されている合成法を用いて合成することができる。ｔｅｒｔ−ブチル基のような嵩高い置換基を有するグリニャール試薬を開始剤として用い、メタクリル酸メチルを非極性溶媒中でアニオン重合させるとｉｔ−ＰＭＭＡが得られる。非極性溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、ジクロロメタン、トルエン等を用いることができる。
【００９７】
＜ＰＴＦＥ吸着ペプチド＞
次に、吸着ペプチドの一例として、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等に対して高い親和性を示すＰＴＦＥ吸着ペプチドについて説明する。
【００９８】
ＰＴＦＥ吸着ペプチドは、２，３，４，５，６−ペンタフルオロフェニルアラニン残基（Ｐｈｅ（５Ｆ）：Ｚと表す。）、３−（トリフルオロメチル）アラニン残基（２−アミノ−４，４，４−トリフルオロ酪酸）（Ａｂｕ（３Ｆ）：Ｘと表す。）、セリン残基（Ｓｅｒ：Ｓ）、トレオニン残基（Ｔｈｒ：Ｔ）、ヒスチジン残基（Ｈｉｓ：Ｈ）、アスパラギン酸残基（Ａｓｐ：Ｄ）、グルタミン酸残基（Ｇｌｕ：Ｅ）、フェニルアラニン残基（Ｐｈｅ：Ｆ）、アスパラギン残基（Ａｓｎ：Ｎ）、及び、プロリン残基（Ｐｒｏ：Ｐ）のうち、一種以上のアミノ酸残基を含むアミノ酸配列で形成される。
【００９９】
表２は、ペプチドとポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）との吸着反応の剥離エネルギと、アミノ酸配列中の２，３，４，５，６−ペンタフルオロフェニルアラニン残基（Ｚ）、３−（トリフルオロメチル）アラニン残基（Ｘ）、セリン残基（Ｓ）、トレオニン残基（Ｔ）、ヒスチジン残基（Ｈ）、アスパラギン酸残基（Ｄ）、グルタミン酸残基（Ｅ）、フェニルアラニン残基（Ｆ）及びアスパラギン残基（Ｎ）の存在率を示している。
【０１００】
【表２】
2020169141.tif 000008
【０１０１】
表２において、配列番号２−１〜２−２２は、分子設計によってＰＴＦＥに対する親和性を向上させた本発明に係るＰＴＦＥ吸着ペプチドである。配列番号３−１〜３−７は、ＰＴＦＥに対する親和性に基づくランダム・スクリーニングによって取得した本発明に係るＰＴＦＥ吸着ペプチドである。配列番号４−１〜４−４は、対照として作製した１２ｍｅｒのペプチドである。
【０１０２】
表２において、剥離エネルギとしては、分子動力学シミュレーションによる計算値（ＳＩＭ計算値）を示している。分子動力学シミュレーションは、ＰＭＭＡ吸着ペプチドと同様に、反応分子動力学計算プログラム「ＲｅａｘＦＦ」を用いて、水中における原子・分子の挙動を模擬して行った。
【０１０３】
表２に示すように、配列番号２−１〜２−２２、配列番号３−１〜３−７は、９種のアミノ酸の存在率が４０％以上であり、高い剥離エネルギを示している。９種のアミノ酸の存在率が４０％以上７０％以下である配列番号３−１〜３−７と、９種のアミノ酸の存在率が９０％以上である配列番号２−１〜２−２２とを比較すると、後者がより高い剥離エネルギを示している。これに対し、配列番号４−１〜４−４は、９種のアミノ酸の存在率が４０％未満であり、剥離エネルギが小さい。
【０１０４】
分子動力学シミュレーションの結果から、９種のアミノ酸の存在率が高く、適切な繰り返し構造を有するＰＴＦＥ吸着ペプチドが、ＰＴＦＥに対する高い親和性を示すことが分かる。
【０１０５】
次に、ＰＴＦＥとＰＴＦＥ吸着ペプチドの原子配列を分子動力学シミュレーションで計算した結果を示す。
【０１０６】
図１２は、ＰＴＦＥに吸着ペプチド（ＺＺＸＸＺＺＸＸＺＺＸＸ：配列番号２−１）が吸着した状態の原子配列を示す画像である。図１３は、ＰＴＦＥに吸着ペプチド（ＳＴＳＴＳＴＳＴＳＴＳＴ：配列番号２−７）が吸着した状態の原子配列を示す画像である。図１４は、ＰＴＦＥに吸着ペプチド（ＳＴＳＴＳＰＳＴＳＴＳＴ：配列番号２−３）が吸着した状態の原子配列を示す画像である。図１５は、ＰＴＦＥに吸着ペプチド（ＨＨＨＨＨＨＨＨＨＨＨＨ：配列番号２−１１）が吸着した状態の原子配列を示す画像である。図１６は、ＰＴＦＥに吸着ペプチド（ＡＡＡＡＡＡＡＡＡＡＡＡ：配列番号４−４）が吸着した状態の原子配列を示す画像である。
【０１０７】
図１２〜１６では、ＰＴＦＥ吸着ペプチドが吸着しているＰＴＦＥの界面を、ＰＴＦＥ吸着ペプチドの側から見た三次元モデリング画像を示している。細いスティックはＰＴＦＥの分子鎖、太いスティックは吸着ペプチドの主鎖、中間の太さのスティックは吸着ペプチドの側鎖を示す。ＰＴＦＥ吸着ペプチド中で最大の球は、主鎖に存在するカルボニル基の酸素を示す。
【０１０８】
図１２〜１６の画像上では、ＰＴＦＥ吸着ペプチド中の水素原子や、系内に存在する水和水等の水分子を、非表示としている。英数字で示される符号は、左字がＮ末端から数えたアミノ酸残基の番号、右字がアミノ酸残基の一文字表記である。
【０１０９】
図１２〜１６に示すように、ＰＴＦＥは、分子鎖同士が互いに平行に配向している。これに対し、ＰＴＦＥ吸着ペプチドの主鎖は、ＰＴＦＥの分子鎖と略平行に配向し、βストランド様のジグザグ構造を形成している。ＰＴＦＥ吸着ペプチドの主鎖に存在するカルボニル基の酸素（最大の球）は、いずれも、ＰＴＦＥの分子鎖の近傍に位置している。
【０１１０】
また、ＰＴＦＥ吸着ペプチドを構成するアミノ酸残基のうち、Ｎ末端からＣ末端に向かって奇数番目に位置するアミノ酸残基の側鎖は、主鎖に最も近いＰＴＦＥに隣接した別のＰＴＦＥの分子鎖に接近している。
【０１１１】
一方、ＰＴＦＥ吸着ペプチドを構成するアミノ酸残基のうち、Ｎ末端からＣ末端に向かって偶数番目に位置するアミノ酸残基の側鎖は、主鎖に最も近いＰＴＦＥに隣接した反対側のＰＴＦＥの分子鎖に接近している。
【０１１２】
図１２〜１５に示すシミュレーション結果によると、ＰＴＦＥ吸着ペプチドの主鎖は、ＰＴＦＥの分子鎖との間に、分子間の相互作用を形成すると考えられる。また、ＰＴＦＥ吸着ペプチドを構成するアミノ酸残基の側鎖は、主鎖に最も近いＰＴＦＥに隣接する複数のＰＴＦＥの分子鎖との間に、分子間の相互作用を形成すると考えられる。
【０１１３】
特に、図１４に示すシミュレーション結果によると、ＰＴＦＥ吸着ペプチドにプロリン残基が存在している場合、ＰＴＦＥ吸着ペプチドの主鎖のジグザグ構造が伸ばされずに安定し、α炭素周りの結合角・二面角が変化して小さい角度が形成されることが分かる。また、ＰＴＦＥ吸着ペプチドにプロリン残基が存在している場合、ＰＴＦＥ吸着ペプチドが折れ曲がり、複数のＰＴＦＥの分子鎖のそれぞれと相互作用を形成することが分かる。
【０１１４】
また、図１２や図１５に示すシミュレーション結果によると、ＰＴＦＥ吸着ペプチドの側鎖に芳香環が存在する場合、プロリン残基が存在していなくても、ＰＴＦＥ吸着ペプチドの主鎖のジグザグ構造が伸ばされずに安定し、α炭素周りの結合角・二面角が変化して小さい角度が形成されることが分かる。
【０１１５】
一方、図１６に示すシミュレーション結果によると、ＰＴＦＥ吸着ペプチドの側鎖が短い疎水性のアラニン残基である場合、ＰＴＦＥ吸着ペプチドの主鎖のジグザグ構造が伸ばされており、ＰＴＦＥ吸着ペプチドの主鎖の途中に歪みを生じることが分かる。
【０１１６】
表２や図１２〜１６の結果に基づくと、ＰＴＦＥ吸着ペプチドを構成するアミノ酸残基としては、ＰＴＦＥに対する吸着力が高い点で、比較的短く、極性や電子求引性がある側鎖を持つアミノ酸残基が有効であるといえる。また、プロリン残基は、ＰＴＦＥ吸着ペプチドの主鎖の構造や側鎖の配向の安定化に寄与する点で有効であるといえる。ＰＴＦＥ吸着ペプチドは、側鎖が適切に配向するような繰り返し構造を持つことが好ましいといえる。
【０１１７】
次に、ＰＴＦＥとＰＴＦＥ吸着ペプチドとの相互作用を吸着実験によって測定した結果を示す。
【０１１８】
図１７は、吸着ペプチドを吸着させたＰＴＦＥの接触角の測定結果を示す図である。図１８は、吸着ペプチドを吸着させたＰＴＦＥから吸着ペプチドを解離させた結果を示す図である。
図１７には、ペプチドをファージディスプレイによって発現させてファージ溶液を調製し、このファージ溶液にＰＴＦＥを１時間浸漬させたときの、超純水の液滴の接触角の測定結果を示す。ペプチドとしては、配列番号３−１〜３−７のＰＴＦＥ吸着ペプチドと、Ｍ１３ファージの野生型（ＷＴ）の構造タンパクとを用いた。図１８には、ＰＴＦＥに吸着させたペプチドの解離量を定量した結果を示す。ペプチドは、ファージに発現させてＰＴＦＥに吸着させた後、ファージ溶液を溶出緩衝液(Elution buffer）と置換して解離・溶出させて定量した。
【０１１９】
配列番号３−１〜３−７のＰＴＦＥ吸着ペプチドは、Ｓ、Ｔ、Ｈ、Ｄ、Ｅ、Ｆ及びＮの存在率が４０％以上である。一方、野生型のペプチドは、Ｓ、Ｔ、Ｈ、Ｄ、Ｅ、Ｆ及びＮの存在率が３０％である。野生型の構造タンパクのアミノ酸配列は、ＡＥＧＤＤＰＡＫＡＡＦＮＳＬＱＡＴＥＹＩＧＹＡＷＡＭＶＶＶＩＶＧＡＴＩＧＩＫＬＦＫＫＦＴＳＫＡＳである。
【０１２０】
図１７に示すように、配列番号３−１〜３−７のＰＴＦＥ吸着ペプチドでは、野生型のペプチドと比較して、接触角が小さくなった。極性が高いＰＴＦＥ吸着ペプチドがＰＴＦＥに吸着することによって、ＰＴＦＥの表面の親水性が高くなったものと考えられる。野生型のペプチドは、Ｓ、Ｔ、Ｈ、Ｄ、Ｅ、Ｆ及びＮの存在率が３０％と低いため、接触角が比較的大きい値であり、ＰＴＦＥに対して十分に吸着しなかったと考えられる。
【０１２１】
図１８に示すように、Ｓ、Ｔ、Ｈ、Ｄ、Ｅ、Ｆ及びＮの存在率が４０％以上である配列番号３−１のＰＴＦＥ吸着ペプチドは、Ｓ、Ｔ、Ｈ、Ｄ、Ｅ、Ｆ及びＮの存在率が低い野生型のペプチドと比較して、ペプチドの解離量が低くなった。Ｓ、Ｔ、Ｈ、Ｄ、Ｅ、Ｆ及びＮの存在率が４０％以上であるＰＴＦＥ吸着ペプチドは、吸着したＰＴＦＥから解離し難く、ＰＴＦＥに対する親和性・密着性が高いことが示されている。
【０１２２】
したがって、ＰＴＦＥ吸着ペプチドは、２，３，４，５，６−ペンタフルオロフェニルアラニン残基（Ｚ）、３−（トリフルオロメチル）アラニン残基（Ｘ）、セリン残基（Ｓ）、トレオニン残基（Ｔ）、ヒスチジン残基（Ｈ）、アスパラギン酸残基（Ｄ）、グルタミン酸残基（Ｅ）、フェニルアラニン残基（Ｆ）又はアスパラギン残基（Ｎ）のうち、一種以上のアミノ酸残基を含み、繰り返し構造を持つアミノ酸配列であることが好ましい。
【０１２３】
ＰＴＦＥ吸着ペプチドは、Ｚ、Ｘ、Ｓ、Ｔ、Ｈ、Ｄ、Ｅ、Ｆ及びＮのみを用いて形成してもよいし、その他のアミノ酸残基を用いて形成してもよい。ＰＴＦＥ吸着ペプチドを構成するアミノ酸残基は、Ｌ型であることが好ましい。
【０１２４】
ＰＴＦＥ吸着ペプチドの剥離エネルギは、好ましくは２５．０ｋＪ／ｍｏｌ以上、より好ましくは３０．０ｋＪ／ｍｏｌ以上、更に好ましくは３４．０ｋＪ／ｍｏｌ以上、更に好ましくは３５．０ｋＪ／ｍｏｌ以上、更に好ましくは３８．０ｋＪ／ｍｏｌ以上、更に好ましくは４０．０ｋＪ／ｍｏｌ以上、更に好ましくは６０．０ｋＪ／ｍｏｌ以上である。
【０１２５】
ＰＴＦＥ吸着ペプチドの長さは、アミノ酸残基で５個以上であることが好ましく、８個以上であることがより好ましく、１０個以上であることが更に好ましい。また、アミノ酸残基で１００個以下であることが好ましく、２０個以下であることがより好ましく、１５個以下であることが更に好ましい。ＰＴＦＥ吸着ペプチドが長いほど、樹脂に対して高い親和性を得ることができる。一方、ＰＴＦＥ吸着ペプチドが短いほど、分子内や分子間で凝集し難くなるため、化学修飾、クラスタ化等の改変が容易になる。ＰＴＦＥ吸着ペプチドの長さは、アミノ酸残基が１２個であることが特に好ましい。
【０１２６】
ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、アミノ酸残基の４０％以上が２，３，４，５，６−ペンタフルオロフェニルアラニン残基（Ｚ）、３−（トリフルオロメチル）アラニン残基（Ｘ）、セリン残基（Ｓ）、トレオニン残基（Ｔ）、ヒスチジン残基（Ｈ）、アスパラギン酸残基（Ｄ）、グルタミン酸残基（Ｅ）、フェニルアラニン残基（Ｆ）、又は、アスパラギン残基（Ｎ）であることが好ましい。アミノ酸配列の全長に対するＺ、Ｘ、Ｓ、Ｔ、Ｈ、Ｄ、Ｅ、Ｆ及びＮの存在率は、５０％以上がより好ましく、６０％以上が更に好ましく、７０％以上が更に好ましく、８０％以上が更に好ましく、９０％以上が更に好ましい。また、Ｚ、Ｘ、Ｓ、Ｔ、Ｈ、Ｄ、Ｅ、Ｆ及びＮの存在率は、１００％としてもよいし、９０％未満としてもよいし、８０％未満としてもよい。
【０１２７】
ＰＴＦＥ吸着ペプチドは、Ｚ、Ｘ、Ｓ、Ｔ、Ｈ、Ｄ、Ｅ、Ｆ又はＮを含む繰り返し構造を有することが好ましく、Ｚ、Ｘ、Ｓ、Ｔ、Ｈ、Ｄ又はＥを含む繰り返し構造を有することがより好ましく、Ｚ、Ｘ、Ｓ又はＴを含む繰り返し構造を有することが更に好ましく、Ｚ又はＸを含む繰り返し構造を有することが特に好ましい。
【０１２８】
Ｚ、Ｘ、Ｓ、Ｔ、Ｈ、Ｄ、Ｅ及びＮは、側鎖が極性を有するため、樹脂に対して比較的強い相互作用を形成することができる。そのため、Ｚ、Ｘ、Ｓ、Ｔ、Ｈ、Ｄ、Ｅ又はＮを含むアミノ酸配列であると、ＰＴＦＥに対して高い親和性を示すＰＴＦＥ吸着ペプチドが得られる。また、Ｆを含むアミノ酸配列であると、主鎖の構造や側鎖の配向が安定したＰＴＦＥ吸着ペプチドが得られる場合がある。
【０１２９】
ＰＴＦＥ吸着ペプチドは、アミノ酸残基の５％以上がプロリン残基であることが好ましい。アミノ酸配列の全長に対するプロリン残基の存在率は、１０％以上としてもよいし、１５％以上としてもよい。また、プロリン残基の存在率は、２０％未満としてもよいし、１５％未満としてもよいし、１０％未満としてもよい。
【０１３０】
プロリン残基は、環構造を有しており、ペプチド結合の結合角や二面角が制約・固定されるため、主鎖の構造を安定化させる作用や、主鎖を折り曲げる作用を示す。そのため、プロリン残基を介在させると、主鎖の構造や側鎖の配向が安定したＰＴＦＥ吸着ペプチドや、複数のＰＴＦＥの分子鎖のそれぞれと相互作用を形成するＰＴＦＥ吸着ペプチドが得られる場合がある。
【０１３１】
ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、２，３，４，５，６−ペンタフルオロフェニルアラニン残基をＺで表し、３−（トリフルオロメチル）アラニン残基をＸで表したとき、次の配列番号（Ａ−１）〜（Ａ−２１）のいずれかで表されるアミノ酸配列に対して１個又は２個のアミノ酸残基が付加、挿入、置換又は欠失したアミノ酸配列を含むペプチドであることが好ましく、配列番号（Ａ−１）〜（Ａ−２１）のいずれかで表されるアミノ酸配列を含むペプチドであることがより好ましく、配列番号（Ａ−１）〜（Ａ−２１）のいずれかで表されるアミノ酸配列を繰り返し単位として２個以上含むペプチドであることが更に好ましい。
ＺＺＸＸＺ・・・（Ａ−１）
ＺＸＸＺＺ・・・（Ａ−２）
ＸＸＺＺＸ・・・（Ａ−３）
ＸＺＺＸＸ・・・（Ａ−４）
ＳＴＳＴＳ・・・（Ａ−５）
ＴＳＴＳＴ・・・（Ａ−６）
ＳＳＳＳＳ・・・（Ａ−７）
ＴＴＴＴＴ・・・（Ａ−８）
ＨＨＨＨＨ・・・（Ａ−９）
ＤＳＤＳＤ・・・（Ａ−１０）
ＳＤＳＤＳ・・・（Ａ−１１）
ＤＨＤＨＤ・・・（Ａ−１２）
ＨＤＨＤＨ・・・（Ａ−１３）
ＤＥＤＥＤ・・・（Ａ−１４）
ＥＤＥＤＥ・・・（Ａ−１５）
ＦＦＨＨＦ・・・（Ａ−１６）
ＦＨＨＦＦ・・・（Ａ−１７）
ＨＨＦＦＨ・・・（Ａ−１８）
ＨＦＦＨＨ・・・（Ａ−１９）
ＮＥＮＥＮ・・・（Ａ−２０）
ＥＮＥＮＥ・・・（Ａ−２１）
【０１３２】
また、ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、次の配列番号（２−１）〜（２−２２）のいずれかで表されるアミノ酸配列に対して１個又は２個のアミノ酸残基が付加、挿入、置換又は欠失したアミノ酸配列を含むペプチドであることがより好ましく、配列番号（２−１）〜（２−２２）のいずれかで表されるアミノ酸配列を含むペプチドであることが更に好ましく、配列番号（２−１）〜（２−２２）のいずれかで表されるアミノ酸配列であることが特に好ましい。
【０１３３】
ＺＺＸＸＺＺＸＸＺＺＸＸ・・・（２−１）
ＺＸＸＺＺＸＸＺＺＸＸＺ・・・（２−２）
ＳＴＳＴＳＰＳＴＳＴＳＴ・・・（２−３）
ＴＳＴＳＴＰＴＳＴＳＴＳ・・・（２−４）
ＳＳＳＳＳＰＳＳＳＳＳＳ・・・（２−５）
ＴＴＴＴＴＰＴＴＴＴＴＴ・・・（２−６）
ＳＴＳＴＳＴＳＴＳＴＳＴ・・・（２−７）
ＴＳＴＳＴＳＴＳＴＳＴＳ・・・（２−８）
ＳＳＳＳＳＳＳＳＳＳＳＳ・・・（２−９）
ＴＴＴＴＴＴＴＴＴＴＴＴ・・・（２−１０）
ＨＨＨＨＨＨＨＨＨＨＨＨ・・・（２−１１）
ＨＨＨＨＨＰＨＨＨＨＨＨ・・・（２−１２）
ＤＳＤＳＤＰＤＳＤＳＤＳ・・・（２−１３）
ＤＳＤＳＤＳＤＳＤＳＤＳ・・・（２−１４）
ＤＨＤＨＤＨＤＨＤＨＤＨ・・・（２−１５）
ＤＨＤＨＤＰＤＨＤＨＤＨ・・・（２−１６）
ＤＥＤＥＤＰＤＥＤＥＤＥ・・・（２−１７）
ＤＥＤＥＤＥＤＥＤＥＤＥ・・・（２−１８）
ＦＨＨＦＦＨＨＦＦＨＨＦ・・・（２−１９）
ＦＦＨＨＦＦＨＨＦＦＨＨ・・・（２−２０）
ＮＥＮＥＮＰＮＥＮＥＮＥ・・・（２−２１）
ＮＥＮＥＮＥＮＥＮＥＮＥ・・・（２−２２）
【０１３４】
また、ＰＭＭＡ吸着ペプチドは、次の配列番号（３−１）〜（３−７）のいずれかで表されるアミノ酸配列に対して８０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を含むペプチドであってもよい。アミノ酸配列の同一性は、好ましくは８５％以上、より好ましくは９０％以上、更に好ましくは９５％以上、特に好ましくは１００％である。
【０１３５】
ＶＨＦＰＴＫＩＳＥＧＤＭ・・・（３−１）
ＴＦＴＬＮＳＶＨＲＳＶＨ・・・（３−２）
ＳＰＨＬＨＴＳＳＰＷＥＲ・・・（３−３）
ＦＩＥＳＫＴＰＶＤＰＤＧ・・・（３−４）
ＧＳＥＳＲＴＬＦＨＰＥＧ・・・（３−５）
ＥＡＬＴＶＮＩＫＲＥＭＥ・・・（３−６）
ＳＭＩＶＥＰＲＭＬＳＴＨ・・・（３−７）
【０１３６】
ＰＴＦＥ吸着ペプチドは、配列番号Ａ−１〜Ａ−２１や、配列番号２−１〜２−２２や、配列番号３−１〜３−７のアミノ酸配列以外に、特定の機能を有するアミノ酸配列を有していてもよい。ＰＴＦＥ吸着ペプチドは、これらのアミノ酸配列を、全アミノ酸残基中の最もＮ末端側に有していてもよいし、全アミノ酸残基中の中間の位置に有していてもよい。
【０１３７】
また、ＰＴＦＥ吸着ペプチドは、配列番号Ａ−１〜Ａ−２１や、配列番号２−１〜２−２２や、配列番号３−１〜３−７のアミノ酸配列を、全長中に１個有していてもよいし、全長中に複数個有していてもよい。ＰＴＦＥ吸着ペプチドは、これらのアミノ酸配列のうち、一種を有していてもよいし、複数種を有していてもよい。
【０１３８】
なお、ＰＴＦＥ吸着ペプチドのＮ末端やＣ末端は、化学修飾されていてもよいし、任意の電離状態であっていてもよい。例えば、Ｎ末端は、−ＮＨ２、−ＮＨ３＋、−ＣＨ３ＣＯ、９−フルオレニルメチルオキシカルボニル（9-fluorenylmethyloxycarbonyl：Ｆｍｏｃ）基、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル（tert-butoxycarbonyl：Ｂｏｃ）基等のいずれであってもよい。Ｃ末端は、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ２、−ＣＯＮＨ３＋等のいずれであってもよい。
【０１３９】
ＰＴＦＥ吸着ペプチドが、配列番号Ａ−１〜Ａ−２１や、配列番号２−１〜２−２２や、配列番号３−１〜３−７のアミノ酸配列や、そのアミノ酸配列に類似したアミノ酸配列を含むペプチドであると、フッ素樹脂に対する剥離エネルギの理論値が高くなり、フッ素樹脂に対して高い親和性が得られる。そのため、フッ素樹脂に吸着させたペプチドが剥がれを起こし難くなり、より長期間にわたって生体適合性が持続する生体適合材料を得ることができる。
【０１４０】
ＰＴＦＥ吸着ペプチドは、ＰＭＭＡ吸着ペプチドと同様に、液相合成法、固相合成法等の化学的合成法や、遺伝子工学的合成法等の各種の合成法を用いて合成することができる。
【０１４１】
＜フッ素樹脂＞
ＰＴＦＥ吸着ペプチドを吸着させる樹脂（生体適合性材料１０を構成する樹脂１）としては、フッ素化されたオレフィン単位を有するフッ素樹脂である限り、任意の樹脂を用いることができる。
【０１４２】
ＰＴＦＥ吸着ペプチドを吸着させる樹脂は、フッ素化された単量体の重合体であってもよいし、フッ素化された単量体とその他の単量体との共重合体であってもよい。共重合体としては、ブロック共重合体、ランダム共重合体、及び、グラフト共重合体のいずれであってもよい。
【０１４３】
ＰＴＦＥ吸着ペプチドを吸着させる樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が特に好ましい。ＰＴＦＥ吸着ペプチドを吸着させる樹脂がＰＴＦＥであると、置換基であるフッ素原子が立体規則的且つ均一な配置であるため、高い親和性が得られる。
【０１４４】
フッ素樹脂は、一般的な合成法を用いて合成することができる。例えば、四フッ化エチレン等のフッ素化オレフィンをラジカル重合させると、粉末状等のフッ素樹脂が得られる。フッ素樹脂は溶融時の粘度が高く流動性が低いが、粉末状等のフッ素樹脂を溶融させた後に冷却すると、フッ素樹脂の成形体、非成形固体等が得られる。ラジカル重合の方法としては、例えば、乳化重合、懸濁重合、塊状重合、溶液重合等のいずれを用いることもできる。
【０１４５】
＜生体適合性材料の製造方法＞
本実施形態に係る生体適合性材料１０は、例えば、吸着ペプチド２を分散させた液体を材料の本体である樹脂１に接触させる方法によって製造することができる。液体としては、ｐＨ調整剤、緩衝剤、塩、還元剤、有機溶媒等の各種の添加剤が添加されたバッファや、水等を用いることができる。
【０１４６】
液体を樹脂１に接触させる方法としては、例えば、樹脂１に液体を塗布する方法、樹脂１に液体を噴霧する方法、樹脂１を液体に浸漬する方法等の各種の方法を用いることができる。樹脂１上に液体を流して接触させる場合、液体の流量を２０μＬ／ｍｉｎ以下とすると、吸着ペプチド２の吸着の効率が高くなる。
【０１４７】
＜生体適合性材料の複合化＞
本実施形態に係る生体適合性材料１０は、材料の本体である樹脂１が繊維材又は充填材と複合化されている形態や、樹脂１が樹脂１とは異なる被着材料の表面に積層されている形態や、樹脂１がデバイスの筐体を構成している形態として用いることもできる。
【０１４８】
図１９は、繊維材と複合化された生体適合性材料を模式的に示す図である。
図１９に示すように、繊維材と複合化された生体適合性材料１０Ａは、材料の本体である樹脂１と、その樹脂１に吸着した吸着ペプチド（ペプチド）２と、樹脂１に埋設された繊維材４と、を含む。
【０１４９】
生体適合性材料１０Ａにおいて、繊維材４は、樹脂１のマトリックス中に埋設されている。繊維材４は、短いウィスカ状等としてマトリックス中に分散させてもよいし、編物、織物、組物等を形成させてマトリックス中に埋設してもよい。繊維材４は、樹脂１を重合する前や、予備成形した粉末状の樹脂１を溶融成形する前等に、樹脂１中に分散・配置して複合化することができる。
【０１５０】
繊維材４としては、有機繊維、無機繊維、及び、金属繊維のいずれを用いてもよい。有機繊維としては、例えば、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、セルロース繊維、フッ素樹脂繊維等が挙げられる。無機繊維としては、例えば、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、ガラス繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、ジルコニア繊維、ムライト繊維、ロックウール等が挙げられる。繊維材４としては、一種を用いてもよいし、複数種を用いてもよい。フッ素樹脂と複合化する繊維材４としては、フッ素樹脂よりも融点が高い無機繊維や金属繊維が好ましい。
【０１５１】
図２０は、充填材と複合化された生体適合性材料を模式的に示す図である。
図２０に示すように、充填材と複合化された生体適合性材料１０Ｂは、材料の本体である樹脂１と、その樹脂１に吸着した吸着ペプチド（ペプチド）２と、樹脂１に埋設された充填材５と、を含む。
【０１５２】
生体適合性材料１０Ｂにおいて、充填材５は、樹脂１のマトリックス中に埋設されている。充填材５は、粒子（球）状、フレーク状、板状等のいずれの形状であってもよい。また、充填材５は、中実形状であってもよいし、中空形状であってもよい。充填材５は、樹脂１を重合する前や、予備成形した粉末状の樹脂１を溶融成形する前等に、樹脂１中に分散させて複合化することができる。
【０１５３】
充填材５としては、有機材料、無機材料、及び、金属材料のいずれを用いてもよい。有機材料としては、例えば、ポリアミド、ポリエステル、アラミド、フッ素樹脂等が挙げられる。無機材料としては、例えば、黒鉛、カーボンブラック、炭化ケイ素、ガラス、シリカ、アルミナ、ジルコニア、ムライト、マイカ、タルク、カオリン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化鉄、フェライト等が挙げられる。充填材５としては、一種を用いてもよいし、複数種を用いてもよい。フッ素樹脂と複合化する充填材５としては、フッ素樹脂よりも融点が高い無機材料や金属材料が好ましい。
【０１５４】
図１９に示す生体適合性材料１０Ａや、図２０に示す生体適合性材料１０Ｂによると、吸着ペプチド２の作用による生体適合性の向上に加え、繊維材４や充填材５による、剛性の向上、誘電特性の改良、耐圧性能の向上等の各種の効果を得ることができる。そのため、長期間にわたって生体適合性が持続し、材料自体の剛性や材料の用途に応じた性能が向上した生体適合材料を得ることができる。
【０１５５】
図２１は、被着材料の表面に積層された生体適合性材料を模式的に示す図である。
図２１に示すように、被着材料２０の表面に積層された生体適合性材料１０は、樹脂１と、樹脂１に吸着した吸着ペプチド（ペプチド）２と、樹脂１とは異なる被着材料２０と、によって構成される多層構造の複合材１００を形成する。
【０１５６】
複合材１００は、生体と接触する可能性がある任意の物品の材料として用いることができる。複合材１００で形成する物品は、生体と接触する可能性がある限り、種類、用途、機能等が、特に制限されるものではない。複合材１００は、前記の生体適合性材料１０自体と同様に、具体例として挙げた物品を形成することができる。
【０１５７】
複合材１００において、吸着ペプチド２は、生体適合性材料１０の表面に吸着しており、被着材料２０は、吸着ペプチド２が吸着していない生体適合性材料１０の裏面に接合している。生体適合性材料１０と被着材料２０との接合は、被着材料２０の種類に応じて、被着材料２０の表面で樹脂１を重合させる方法や、圧着、溶着、接着等の適宜の方法で行うことができる。
【０１５８】
被着材料２０は、樹脂１とは異なる材料であり、複合材１００の本体を構成する。被着材料２０の形状は、複合材１００で形成する物品の種類、用途、機能等に応じて適宜の形状とすることが可能であり、特に制限されるものではない。被着材料２０は、フィルム状やシート状の樹脂１で被覆されて複合材１００を構成してもよいし、被着材料２０と同様に成形された樹脂１と貼り合わされて複合材１００を構成してもよい。被着材料２０と樹脂１とは、物品の全体を構成してもよいし、物品の一部のみを構成してもよい。
【０１５９】
被着材料２０としては、天然高分子、合成高分子、発泡樹脂等の有機材料、アルミナ、ジルコニア、ガラス等の無機材料、及び、ステンレス鋼、アルミニウム合金、銅合金、コバルト合金、チタン合金等の金属材料のいずれを用いてもよい。被着材料２０は、それ自体が生体適合性を有していてもよいし、それ自体が生体適合性を有していなくてもよい。被着材料２０自体が生体適合性を有する場合、被着材料２０は、生体適合性材料１０で、表面の一部が覆われていてもよいし、表面の全部が覆われていてもよい。
【０１６０】
図２１に示す生体適合性材料１０によると、メトキシカルボニル基とメチル基を有する樹脂やフッ素樹脂とは異なる所望の特性を有する被着材料２０を利用して、生体適合性を備える複合材１００を形成することができる。被着材料２０は、吸着ペプチド２との親和性や生体適合性を備えることが要求されないため、被着材料２０の選定の自由度が高く、剛性の向上、誘電特性の改良、耐圧性能の向上、コストの低減等の各種の効果を得ることができる。そのため、長期間にわたって生体適合性が持続し、材料の用途に応じた性能を備える複合材を制約少なく得ることができる。
【０１６１】
図２２は、デバイスの筐体を構成している生体適合性材料を模式的に示す図である。
図２２に示すように、デバイス３０の筐体を構成した生体適合性材料１０は、樹脂１と、その樹脂１に吸着した吸着ペプチド（ペプチド）２と、によって構成される筐体でデバイス３０の表面を覆うことによって体内埋め込み型デバイス２００を形成する。
【０１６２】
体内埋め込み型デバイス２００は、生体内に埋植されて各種の目的で動作する。体内埋め込み型デバイス２００の種類、用途、機能等は、特に制限されるものではない。体内埋め込み型デバイス２００の具体例としては、非特許文献（杉山知子  他４名、「長期埋込み型デバイス材料の皮下埋植実験における組織適合性評価」、人工臓器、一般社団法人日本人工臓器学会、１９９８年４月１５日、第２８巻、第２号、ｐ．５０９−５１３）に記載されるような人工心臓が挙げられる。また、その他、人工膵臓、ペースメーカ等の人工臓器や、人工関節、人工筋等の人工組織や、ＩＣ（integrated circuit）タグ、ＩＣチップ等の電子機器等が挙げられる。
【０１６３】
体内埋め込み型デバイス２００において、吸着ペプチド２は、筐体を構成する樹脂１の表面に吸着しており、デバイス３０は、吸着ペプチド２が吸着していない樹脂１の裏面側に内蔵されている。デバイス３０は、樹脂１に対して圧着、溶着、接着、締結具等を用いた機械的接合等の適宜の方法で接合することができるし、樹脂１に対して接合せずに樹脂１で覆うこともできる。
【０１６４】
デバイス３０は、例えば、治療、生体機能の代替、生体機能の補助、情報の記録、情報の演算等の各種の目的で動作するように、人工材料等を用いた各種の機構部品や電子部品等で形成される。デバイス３０は、体内埋め込み型デバイス２００の種類、用途、機能等に応じて適宜の形状とすることが可能であり、特に制限されるものではない。デバイス３０は、生体適合性材料１０で、表面の一部が覆われていてもよいし、表面の全部が覆われていてもよい。また、デバイス３０は、体内で自立的に動作してもよいし、体外の機器と配管、制御線等で接続された状態で動作してもよい。
【０１６５】
図２２に示す生体適合性材料１０によると、各種の目的で動作するデバイス３０を、生体適合性を示す筐体で覆って、生体に悪影響や刺激を与え難い体内埋め込み型デバイス２００を形成することができる。デバイス３０を内蔵する筐体は、樹脂１によって高い自由度で成形することができるし、吸着ペプチド２によって簡単な処理・操作で筐体の形状に関わらず効率的に生体適合性を付与することができる。そのため、長期間にわたって生体適合性が持続し、体内で所望の機能を果たす体内埋め込み型デバイスを効率的に製造することができる。
【０１６６】
＜機能性材料＞
本実施形態に係る生体適合性材料１０は、各種の機能性物質と複合化することにより、材料自体が特定の機能を果たす機能性材料の形態とすることもできる。
【０１６７】
図２３、図２４及び図２５は、機能性材料の構成例を模式的に示す図である。
図２３、図２４及び図２５に示すように、本実施形態に係る機能性材料３００（３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ）は、材料の本体である樹脂１と、樹脂１に吸着した吸着ペプチド（ペプチド）２と、生体の内部又は生体の表面で機能する機能性物質６と、を含む。
【０１６８】
機能性物質６としては、生体の内部又は生体の表面において生物学的作用、化学的作用等によって特定の機能を果たす各種の物質が用いられる。機能性物質６は、樹脂１に吸着してもよいし、樹脂１に吸着した吸着ペプチド２に吸着してもよい。吸着ペプチド２は、機能性材料３００の表面側の生体適合性を向上させる機能に加え、表面側に吸着する機能性物質６を接着・結合させる機能を備えることができる。
【０１６９】
機能性物質６としては、例えば、生理活性物質、抗菌性物質等の各種の物質を用いることができる。機能性物質６は、機能性材料３００の使用時に、生体適合性材料１０の表面に保持された状態で機能してもよいし、生体適合性材料１０の表面から放出されて機能してもよい。機能性物質６は、物理吸着によって吸着してもよいし、化学吸着によって吸着してもよい。
【０１７０】
生理活性物質の具体例としては、インターロイキン−１０等の炎症を抑制するタンパク質や、インターロイキン−８等の血管新生を促進するタンパク質が挙げられる。また、その他のインターロイキン、インターフェロン、ケモカイン等のサイトカインや、ホルモン等が挙げられる。また、抗生物質、抗凝固薬、抗ヒスタミン薬、ビタミン等の栄養素、鎮静薬、鎮痛薬、消炎薬、ステロイド、インスリン等が挙げられる。
【０１７１】
抗菌性物質の具体例としては、銀、銅、亜鉛、チタン、ジルコニウム、コバルト、ニッケル等の金属粒子や、これらの金属の無機化合物や、これらの金属をゼオライト等の担体に担持させた金属担体等が挙げられる。
【０１７２】
機能性材料３００は、図２３に示すように、樹脂１の表面の一部に吸着ペプチド２を吸着させて、樹脂１の表面の残部と吸着ペプチド２を機能性物質６で覆った形態（機能性材料３００Ａ）とすることができる。機能性物質６は、吸着ペプチド２に対して物理吸着してもよいし、吸着ペプチド２に対して化学吸着してもよいし、樹脂１に対して物理吸着してもよいし、樹脂１と吸着ペプチド２の両方に対して物理吸着してもよい。
【０１７３】
また、機能性材料３００は、図２４に示すように、樹脂１の表面の全体に吸着させた吸着ペプチド２を機能性物質６で覆った形態（機能性材料３００Ｂ）とすることもできる。機能性物質６は、吸着ペプチド２に対して物理吸着してもよいし、吸着ペプチド２に対して化学吸着してもよい。
【０１７４】
このような機能性材料３００Ａ，３００Ｂによると、樹脂１の表面に吸着している吸着ペプチド２によって良好な生体適合性が得られる。特に、機能性物質６が生体適合性材料１０の表面から放出された場合に、樹脂１の表面が露出し難くなるため、樹脂１による生体に対する悪影響や刺激を抑制することができる。
【０１７５】
また、機能性材料３００は、図２５に示すように、樹脂１の表面の全体に吸着させた吸着ペプチド２の一部を機能性物質６で覆い、吸着ペプチド２を表面に露出させた形態（機能性材料３００Ｃ）とすることもできる。機能性物質６は、吸着ペプチド２に対して物理吸着してもよいし、吸着ペプチド２に対して化学吸着してもよい。
【０１７６】
このような機能性材料３００Ｃによると、機能性物質６の性質にかかわらず、表面に露出している吸着ペプチド２によって良好な生体適合性が得られる。特に、機能性物質６が生体適合性材料１０の表面から放出された場合に、樹脂１の表面が露出しなくなるため、樹脂１による生体に対する悪影響や刺激を防止することができる。
【０１７７】
以上、本発明について説明したが、本発明は、前記の実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、本発明は、必ずしも前記の実施形態や変形例が備える全ての構成を備えるものに限定されない。或る実施形態や変形例の構成の一部を他の構成に置き換えたり、或る実施形態や変形例の構成の一部を他の形態に追加したり、或る実施形態や変形例の構成の一部を省略したりすることができる。
【０１７８】
例えば、前記の繊維材４や充填材５は、被着材料２０を覆う生体適合性材料１０や、デバイス３０の筐体を構成する生体適合性材料１０と、複合化することもできる。また、前記の被着材料２０は、吸着ペプチド２が吸着している側の生体適合性材料１０の表面に接するように設けることもできる。また、前記のデバイス３０の筐体は、チタン等の被着材料２０に積層されている生体適合性材料１０で形成することもできる。
【０１７９】
また、前記の機能性材料３００は、樹脂１と、樹脂１に吸着した吸着ペプチド２と、機能性物質６とを含む限り、吸着の状態や形状・構造等が、特に制限されるものではない。機能性物質６自体が、樹脂１に吸着するアミノ酸配列を有していてもよいし、吸着ペプチド２と吸着していてもよいし、吸着ペプチド２と共有結合等で結合していてもよい。
【符号の説明】
【０１８０】
１      樹脂
２      吸着ペプチド
４      繊維材
５      充填材
６      機能性物質
１０    生体適合性材料
２０    被着材料
３０    デバイス
１００  複合材
２００  体内埋め込み型デバイス
３００  機能性材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【配列表】
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