(57)【要約】流体-流体界面における自己集合した（self-assembled）力伝達（force-transmitting）ペプチドネットワークにおける界面特徴を調節する方法を開示する。本方法は、自己集合した力伝達ペプチドネットワークに加わることができるペプチドを、それがその他のペプチドと相互作用してペプチドネットワークを形成する前または後のいずれかに、ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激に曝露させる工程を伴う。エマルジョンおよびフォーム（foam）などの用途におけるそのような方法の使用もまた開示する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体-流体界面における自己集合した（self-assembled）力伝達（force-transmitting）ペプチドネットワークの界面特徴を調節する方法であって、自己集合した力伝達ペプチドネットワークに加わることができるペプチドを、それがその他のペプチドと相互作用してペプチドネットワークを形成する前または後のいずれかに、ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激に曝露させる工程を含む方法。
【請求項２】
調節される界面特徴が、ペプチドネットワークの力伝達能力である、請求項1記載の方法。
【請求項３】
刺激が、安定なペプチドネットワークの形成を結果的にもたらす、請求項1記載の方法。
【請求項４】
刺激が、安定なペプチドネットワークの不安定化または散逸（dissipation）を結果的にもたらす、請求項1記載の方法。
【請求項５】
ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激が、
i）ペプチドネットワーク内のペプチドが分子間相互作用に加わる能力、
ii）ペプチドの立体配座の、ペプチドネットワークとの安定化もしくは不安定化、
iii）流体-流体界面に対するペプチドの親和性を増大もしくは低下させること、または
iv）ペプチドネットワークの形成速度
のうちの少なくとも1つを変化させる、請求項1記載の方法。
【請求項６】
ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激が、酸、塩基、金属イオン、キレート剤、有機対イオンもしくは無機対イオン、酸化剤、還元剤、カオトロピック剤、塩、温度、またはその組み合わせより選択される、請求項1記載の方法。
【請求項７】
ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激が、存在する刺激または以前に導入されてペプチドネットワークに接触している刺激を除去することによって作用する、請求項1記載の方法。
【請求項８】
流体-流体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークの界面特徴を調節する方法であって、
i）1回目に、自己集合した力伝達ペプチドネットワークに加わることができるペプチドを、それがその他のペプチドと相互作用してペプチドネットワークを形成する前または後のいずれかに、ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第1の刺激に曝露させる工程；ならびに
ii）2回目に、ペプチドを、第1の刺激への曝露によって取り入れられたペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第2の刺激に曝露させる工程を含む方法。
【請求項９】
第1の刺激がペプチドネットワークの形成または強化を引き起こし、かつ第2の刺激が、第1の刺激への曝露によって形成もしくは強化されたペプチドネットワークの強度の低下、または第1の刺激への曝露によって形成もしくは強化されたペプチドネットワークの散逸を引き起こす、請求項8記載の方法。
【請求項１０】
第1の刺激がペプチドネットワークの形成を妨げるか、またはペプチドネットワークの形成速度を低下させ、かつ第2の刺激が流体-流体界面におけるペプチドネットワークの形成を増強させる、請求項8記載の方法。
【請求項１１】
工程i）および/または工程ii）を1回または複数回繰り返す、請求項8記載の方法。
【請求項１２】
調節される界面特徴が、ペプチドネットワークの力伝達能力である、請求項8記載の方法。
【請求項１３】
流体-流体界面におけるペプチドネットワークの形成を調節する方法であって、自己集合した力伝達ペプチドネットワークに加わることができるペプチドを、第1の条件下では、個々のペプチドが、ペプチドを互いに相互作用させ、それによってネットワークを形成させる第1の化学的および/もしくは物理的特性を有し、ならびに第2の条件下では、個々のペプチドが、ペプチドを分離させ、それによってネットワークを散逸させる第2の化学的および/もしくは物理的特性を有する、第1の条件または第2の条件に曝露させる工程を含む方法。
【請求項１４】
互いに相互作用し、かつ流体-流体界面に対する親和性を有するペプチドを、ペプチドネットワークが含み、ならびにペプチドネットワークの力の伝達が、ペプチドの物理的および/もしくは化学的特性を変化させる刺激への曝露によって操作可能である、流体-流体界面で形成される自己集合した力伝達ペプチドネットワーク。
【請求項１５】
ペプチドネットワークにおけるペプチドが両親媒性構造を有する、請求項14記載の自己集合した力伝達ペプチドネットワーク。
【請求項１６】
両親媒性構造が規則正しい、請求項15記載の自己集合した力伝達ペプチドネットワーク。
【請求項１７】
規則正しい両親媒性構造がα-ヘリックスまたはβ-シートである、請求項16記載の自己集合した力伝達ペプチドネットワーク。
【請求項１８】
ペプチドネットワークにおけるペプチドが、イオン対相互作用、双極子相互作用、塩橋形成、水素結合、短距離の溶媒和力、疎水性相互作用、浸透圧の引力ポテンシャル、金属イオン架橋、および表面電荷相互作用の1つまたは複数によって互いに相互作用する、請求項14記載の自己集合した力伝達ペプチドネットワーク。
【請求項１９】
ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激が、
i）ペプチドネットワーク内のペプチドが分子間相互作用に加わる能力、
ii）ペプチドの立体配座の、ペプチドネットワークとの安定化もしくは不安定化、
iii）流体-流体界面に対するペプチドの親和性を増大もしくは低下させること、または
iv）ペプチドネットワークの形成速度
のうちの少なくとも1つを変化させる、請求項14記載の自己集合した力伝達ペプチドネットワーク。
【請求項２０】
ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激が、酸、塩基、金属イオン、キレート剤、有機対イオンもしくは無機対イオン、酸化剤、還元剤、カオトロピック剤、塩、温度、またはその組み合わせより選択される、請求項14記載の自己集合した力伝達ペプチドネットワーク。
【請求項２１】
互いに相互作用し、かつ流体-流体界面に対する親和性を有するペプチドを、ペプチドネットワークが含み、ならびにペプチドネットワークの力の伝達が、ペプチドの化学的および/もしくは物理的特性を変化させる刺激への曝露によって操作可能である、流体-流体界面で形成される自己集合した力伝達ペプチドネットワークを含むフォーム（foam）。
【請求項２２】
互いに相互作用し、かつ流体-流体界面に対する親和性を有するペプチドを、ペプチドネットワークが含み、ならびにペプチドネットワークの力の伝達が、ペプチドの化学的および/もしくは物理的特性を変化させる刺激への曝露によって操作可能である、流体-流体界面で形成される自己集合した力伝達ペプチドネットワークを含む水中油型エマルジョンまたは油中水型エマルジョン。
【請求項２３】
液体-気体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークを含むフォームの安定性を調節する方法であって、
i）1回目に、液体-気体界面を、ペプチドネットワークにおけるペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第1の刺激に曝露させる工程；ならびに
ii）2回目に、液体-気体界面を、第1の刺激への曝露によって取り入れられたペプチドネットワークにおけるペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第2の刺激に曝露させる工程を含む方法。
【請求項２４】
第1の刺激がペプチドネットワークの形成を可能にし、ペプチドネットワークの形成速度を増大させるか、またはペプチドネットワークの力の伝達を増大させ、かつ第2の刺激が、ペプチドネットワークの力の伝達の低下を引き起こすか、またはペプチドネットワークによる力の伝達の廃絶を引き起こす、請求項23記載の方法。
【請求項２５】
第2の刺激がフォームの崩壊を引き起こす、請求項24記載の方法。
【請求項２６】
第1の刺激がペプチドネットワークの力の伝達を低下させ、かつ第2の刺激がペプチドネットワークの力の伝達を増大させる、請求項23記載の方法。
【請求項２７】
工程i）および/または工程ii）を1回または複数回繰り返す、請求項23記載の方法。
【請求項２８】
液体-液体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークを含むエマルジョンの安定性を調節する方法であって、
ia）1回目に、液体-液体界面を、ペプチドネットワークにおけるペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第1の刺激に曝露させる工程；ならびに
iia）2回目に、液体-液体界面を、第1の刺激への曝露によって取り入れられたペプチドネットワークにおけるペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第2の刺激に曝露させる工程を含む方法。
【請求項２９】
第1の刺激がペプチドネットワークの形成を可能にし、ペプチドネットワークの形成速度を増大させるか、またはペプチドネットワークの力の伝達を増大させ、かつ第2の刺激が、ペプチドネットワークの力の伝達の低下を引き起こすか、またはペプチドネットワークによる力の伝達の廃絶を引き起こす、請求項28記載の方法。
【請求項３０】
第2の刺激がエマルジョンの合一を引き起こす、請求項29記載の方法。
【請求項３１】
第1の刺激がペプチドネットワークの力の伝達を低下させ、かつ第2の刺激がペプチドネットワークの力の伝達を増大させる、請求項28記載の方法。
【請求項３２】
2008531506.tif 000026
からなる群より選択されるペプチド。
【請求項３３】
流体-流体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークの界面特徴を調節する方法であって、
2008531506.tif 000027
より選択される、自己集合した力伝達ペプチドネットワークに加わることができるペプチドを、それがその他のペプチドと相互作用してペプチドネットワークを形成する前または後のいずれかに、ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激に曝露させる工程を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は一般に、特定の界面特徴を修飾するために、流体-流体界面に位置する自己集合した（self-assembled）ペプチド集合体（peptide ensemble）の物理的特徴を調節する方法、特に界面特徴の刺激反応性調節ができる自己集合した力伝達ペプチドネットワークの調節、ならびにエマルジョン、フォーム（foam）、コーティングおよび薬物送達などの用途におけるそれらの使用に関する。より具体的には、ペプチドおよび/またはペプチドネットワークを、ペプチドネットワークにおけるペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激に曝露させることによって、流体-流体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークの物理的特徴を調節する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
流体-流体界面におけるポリペプチドおよびタンパク質の吸着は、食品加工（Faergemand et al., 1997およびそこに引用された参照）ならびに二相触媒（Cascao-Pereira et al., 2003a）から油回収（Mohammed et al., 1993）の範囲に至るまでの多数の工業的応用の基本である。吸着したタンパク質層は流体界面に機械的強度を付与し、したがってそれらの特性を変化させる。油-水エマルジョンにおいて、機械的強度を有するタンパク質層の存在は、最初の液滴破壊の容易さ（Williams et al., 1997）およびその後の保存期間中のエマルジョンの安定性（Dickinson et al., 1988）の両方に影響を与える。同様に、フォームにおいて、機械的強度を保持する界面タンパク質層の存在は、中長期的なフォームの安定性を増大させる（Cascao-Pereira et al., 2003b, Cascao-Pereira et al., 2003c）。
【０００３】
流体-流体界面で吸着したタンパク質層の粘弾性を直接決定することができ（Jones and Middelberg, 2002a, Jones and Middelberg, 2002c）、および界面で力を伝達することができるタンパク質層の存在によって、界面張力に基づく予測ができない条件下でのエマルジョンの安定性が予測される（Jones and Middelberg, 2003）。さらに、流体界面で力を伝達する能力はタンパク質の独占的な特性ではなく、短い（11〜25残基）ペプチドも流体-流体界面で力を伝達するネットワークを形成することができる（Jones and Middelberg, 2002b）。タンパク質同様、そのようなペプチドは、バルク溶液から流体界面へと自ら位置し、および明確な機械的特性を有するナノ構造のネットワークを形成する可能性がある。そのようなペプチドネットワークは、エマルジョンおよびフォームの形成において有用である可能性があり、ならびにコーティングにおいてまたは薬物送達剤の形成においても有用であることができると考えられる。
【０００４】
しかしながら、数多くの状況において、特定の理由のために、安定なエマルジョン、フォーム、コーティング、または薬物送達剤の形成などの、流体-流体界面の安定化が必要とされる可能性があるが、その後の界面の安定化は必要とされない。あるいは、安定化した流体-流体界面の形成を遅延させ、それによって安定なエマルジョン、フォーム、コーティング、または薬物送達剤の形成を遅延させる必要性がある可能性がある。その他の用途において、例えば、エマルジョン、フォーム、コーティング、または薬物送達剤における流体-流体界面を、複数回、安定化および不安定化する必要性がある可能性がある。エマルジョンは脱乳化剤の添加によって不安定化する可能性があり、およびフォームは消泡剤の添加によって不安定化する可能性がある。しかしながら、従来の脱乳化剤および消泡剤の使用は高くつき、かつさらなる複雑性および費用を方法に課す可能性がある。さらに、ひとたび添加されると、従来の脱乳化剤もしくは消泡剤は、エマルジョンもしくはフォームの破壊を引き起こし、またはエマルジョンもしくはフォームの形成を妨げるが、界面空間を競合する薬剤の添加によって界面の化学的組成が変化するので、添加後にその効果を逆転または除去することが難しい。形成されるエマルジョン、フォーム、コーティング、もしくは薬物送達剤の形成、散逸（dissipation）、および強度または安定性の制御を可能にするために、エマルジョン、フォーム、コーティング、または薬物送達剤におけるような、流体-流体界面の安定化の調節を可能にする方法が必要である。
【０００５】
本発明者らは現在、ペプチドネットワークと共に形成される、エマルジョン、フォーム、コーティング、または薬物送達剤におけるような、流体-流体界面の特性を予測可能な様式で操作し、したがって特定の刺激に反応してペプチドネットワークを形成および散逸させ、またはペプチドネットワークの強度および/もしくは弾性および/もしくはペプチドネットワークの形成速度を特定の刺激によって操作しながら、自己集合した力伝達ペプチドネットワークの、力の伝達などの、界面特徴を調節し得ることを見出している。
【発明の開示】
【０００６】
発明の概要
本発明は、ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激が、ネットワークの強度を増強もしくは低下させ、または予測可能な様式でネットワーク内のペプチド相互作用を完全に散逸させるように、自己集合した力伝達ペプチドネットワークの、力の伝達などの、界面特徴を調節するという決定に一部根拠を置いている。
【０００７】
したがって、本発明の1つの局面においては、流体-流体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークの界面特徴を調節する方法であって、自己集合した力伝達ペプチドネットワークに加わることができるペプチドを、それがその他のペプチドと相互作用してペプチドネットワークを形成する前または後のいずれかに、ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激に曝露させる工程を含む方法が提供される。ある態様において、調節される界面特徴は、ペプチドネットワークの力伝達能力である。ある態様において、調節によって、1組目の条件下で、安定なペプチドネットワークが形成され、および2組目の条件下で、安定なペプチドネットワークが形成されることができず、または力を伝達するその能力が完全に散逸するように、スイッチが提供される。
【０００８】
本発明の別の局面においては、流体-流体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークの界面特徴を調節する方法であって、以下の工程を含む方法が提供される：
i）1回目に、自己集合した力伝達ペプチドネットワークに加わることができるペプチドを、それがその他のペプチドと相互作用してペプチドネットワークを形成する前または後のいずれかに、ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第1の刺激に曝露させる工程；ならびに
ii）2回目に、ペプチドを、第1の刺激への曝露によって取り入れられたペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第2の刺激に曝露させる工程。
【０００９】
ある態様において、調節される界面特性は、ペプチドネットワークの力伝達能力である。ある態様において、第1の刺激がペプチドネットワークの形成を引き起こし、および第2の刺激が、ペプチドネットワークの強度の低下、新たに創出された界面でネットワークが形成される速度の低下、またはペプチドネットワーク内の分子間ペプチド相互作用の完全な散逸を引き起こす。その他の態様において、ペプチドネットワークは、第1の刺激に曝露されている間は、新たに創出された界面で形成されることができず、またはゆっくりと形成されるが、第2の刺激に曝露された際、形成されることができ、または速やかに形成され、それによってペプチドネットワークの形成が遅延される。ある態様において、工程i）およびii）を1回または複数回繰り返し、ペプチドネットワークの強度の形成または強化、および散逸または弱化を、複数回可能にする。
【００１０】
本発明の別の局面においては、流体-流体界面におけるペプチドネットワークの形成を調節する方法であって、自己集合した力伝達ペプチドネットワークに加わることができるペプチドを、第1の条件下では、個々のペプチドが、ペプチドを互いに相互作用させ、それによってネットワークを形成させる第1の化学的および/もしくは物理的特性を有し、ならびに第2の条件下では、個々のペプチドが、ペプチド間もしくはペプチド内の相互作用を崩壊させ、ネットワークの弱化もしくは散逸を結果的にもたらす第2の化学的および/もしくは物理的特性を有する、第1の条件または第2の条件に曝露させる工程を含む方法を提供する。
【００１１】
本発明のさらに別の局面においては、流体-流体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークの力の伝達を調節する方法であって、自己集合した力伝達ペプチドネットワークに加わることができるペプチドを、それがその他のペプチドと相互作用してペプチドネットワークを形成する前または後のいずれかに、ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激に曝露させる工程を含む方法が提供される。ある態様において、調節によって、1組目の条件下で、ペプチドネットワークが形成され、および別の組の条件下で、ペプチドネットワークが形成されることができず、弱化され、または完全に散逸するように、スイッチが提供される。
【００１２】
さらなる局面においては、流体-流体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークの力の伝達を調節する方法であって、以下の工程を含む方法が提供される：
i）1回目に、自己集合した力伝達ペプチドネットワークに加わることができるペプチドを、それがその他のペプチドと相互作用してペプチドネットワークを形成する前または後のいずれかに、ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第1の刺激に曝露させる工程；ならびに
ii）2回目に、ペプチドを、第1の刺激への曝露によって取り入れられたペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第2の刺激に曝露させる工程。
【００１３】
ある態様において、第1の刺激は力伝達ペプチドネットワークの形成を引き起こし、および第2の刺激はペプチドネットワークによる力の伝達の低下またはペプチドネットワークによる力の伝達の廃絶を引き起こす。その他の態様において、第1の刺激に曝露されている間は、新たに創出された界面で形成されることができず、またはゆっくりと形成されるが、第2の刺激に曝露された際、形成されることができ、それによってペプチドネットワークの形成が遅延される。ある態様において、工程i）およびii）を1回または複数回繰り返し、力伝達ペプチドネットワークの形成または散逸、および力伝達ペプチドネットワークの力の伝達の弱化を、複数回可能にする。
【００１４】
本発明の別の局面においては、互いに相互作用し、かつ流体-流体界面に対する親和性を有するペプチドを、ペプチドネットワークが含み、ならびにペプチドネットワークの力の伝達が、ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激への曝露によって操作可能である、流体-流体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークが提供される。
【００１５】
本発明のさらに別の局面においては、互いに相互作用し、かつ流体-流体界面に対する親和性を有するペプチドを、ペプチドネットワークが含み、ならびにペプチドネットワークの力の伝達が、ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激への曝露によって操作可能である、流体-流体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークを含むフォームが提供される。ある態様において、フォームは自己集合した力伝達ペプチドネットワークによって安定化される。
【００１６】
本発明のさらに別の局面においては、互いに相互作用し、かつ流体-流体界面に対する親和性を有するペプチドを、ペプチドネットワークが含み、ならびにペプチドネットワークの力の伝達が、ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激への曝露によって操作可能である、流体-流体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークを含む水中油型または油中水型エマルジョンが提供される。ある態様において、エマルジョンは自己集合した力伝達ペプチドネットワークによって安定化される。
【００１７】
本発明のさらに別の局面においては、液体-気体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークを含むフォームの安定性を調節する方法であって、以下の工程を含む方法が提供される：
i）1回目に、液体-気体界面を、ペプチドネットワークにおけるペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第1の刺激に曝露させる工程；ならびに
ii）2回目に、液体-気体界面を、第1の刺激への曝露によって取り入れられたペプチドネットワークにおけるペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第2の刺激に曝露させる工程。
【００１８】
ある態様において、第1の刺激は力伝達ペプチドネットワークの形成、またはペプチドネットワークの力の伝達の増大を引き起こし、および第2の刺激はペプチドネットワークの力の伝達の低下、もしくはペプチドネットワークによる力の伝達の廃絶を引き起こすか、またはペプチドネットワークの形成速度の低下を引き起こす。これらの態様において、フォームの安定性は第1の刺激への曝露によって増大し、および第2の刺激への曝露によってフォームは不安定化し、ある場合には、フォームの崩壊が結果的にもたらされる。その他の態様において、第1の刺激は界面におけるペプチドネットワークの力の伝達を低下させ、および第2の刺激は界面におけるペプチドネットワークの力の伝達を増大させる。これらの態様において、最初にフォームは低下した安定性を有し、および第2の刺激への曝露によってフォームの安定性が増大する。
【００１９】
本発明のさらなる局面において、液体-液体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークを含むエマルジョンの安定性を調節する方法であって、以下の工程を含む方法が提供される：
ia）1回目に、液体-液体界面を、ペプチドネットワークにおけるペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第1の刺激に曝露させる工程；ならびに
iia）2回目に、液体-液体界面を、第1の刺激への曝露によって取り入れられたペプチドネットワークにおけるペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第2の刺激に曝露させる工程。
【００２０】
ある態様において、第1の刺激は力伝達ペプチドネットワークの形成、またはペプチドネットワークの力の伝達の増大を引き起こし、および第2の刺激はペプチドネットワークの力の伝達の低下、もしくはペプチドネットワークによる力の伝達の廃絶を引き起こすか、またはペプチドネットワークの形成速度を低下させる。これらの態様において、エマルジョンの安定性は第1の刺激への曝露によって増大し、およびエマルジョンの安定性は第2の刺激への曝露によって減少する。ある場合には、第2の刺激は、エマルジョンの分散相の合一および相の分離を結果的にもたらす不安定化を結果的にもたらす可能性がある。その他の態様において、第1の刺激は界面におけるペプチドネットワークの力の伝達を低下させ、および第2の刺激は界面におけるペプチドネットワークの力の伝達を増大させる。これらの態様において、フォームは最初に低下した安定性を有し、および第2の刺激への曝露によってフォームの安定性が増大する。
【００２１】
発明の詳細な説明
定義
他に規定がなければ、本明細書において用いられる全ての技術的および科学的用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって共通に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書において記載される方法および材料と同様のまたは同等の任意の方法および材料を本発明の実践または試験において用いることができるが、好ましい方法および材料を記載する。本発明の目的のために、以下の用語を下のように定義する。
【００２２】
冠詞「1つの（a）」および「1つの（an）」を、冠詞の文法上の目的語の1つを指し、または冠詞の文法上の目的語の1つより多くを指す（すなわち、冠詞の文法上の目的語の少なくとも1つを指す）ために、本明細書において用いる。例として、「要素（an element）」は、1つの要素または1つより多くの要素を意味する。
【００２３】
本明細書において用いられる場合、「約」という用語は、参照量、参照レベル、参照値、参照次元、参照サイズ、または参照総量に対して、30％、20％、または10％と同じ程度にだけ変化する量、レベル、値、次元、サイズ、または総量を指す。
【００２４】
本明細書において用いられる場合、「酸」という用語は、受け入れ物質が塩基である場合、第2の物質に1つまたは複数の水素イオン（H+）を受け渡すことができる物質を指す。酸の添加は水性溶液のpHを低下させる。好適な酸の例として、無機酸および有機酸が含まれる。好適な無機酸の例として、塩酸、フッ酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硝酸、硫酸、およびリン酸が含まれるが、これらに限定されない。好適な有機酸の例として、酢酸、ギ酸、プロピオン酸、酪酸、安息香酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、マレイン酸、ヒドロキシマレイン酸、フマル酸、乳酸、粘液酸、グルコン酸、シュウ酸、フェニル酢酸、メタンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、サリチル酸、スルファニル酸、アスコルビン酸、吉草酸、コハク酸、グルタル酸、およびアジピン酸が含まれるが、これらに限定されない。
【００２５】
本明細書において用いられる場合、「流体-流体界面に対する親和性」という用語は、流体-流体界面におけるペプチドの濃度が、バルク溶液中のペプチド濃度よりも大きいように、バルク溶液からのペプチドが流体-流体界面に引き付けられるということを意味する。一般に、ペプチドは疎水性領域を有し、および典型的には、それらの疎水性領域が界面の非極性部分と接触し、およびそれらの親水性領域が界面の極性部分と接触するように、吸着に対するそれらの自由エネルギーを最小にするようそれら自身を界面に整列させる。
【００２６】
本明細書において用いられる場合、「両親媒性」という用語は、親水性領域および疎水性領域の両方を有するペプチドまたは分子を指す。「両親媒性」および「アンフィフィリック（amphiphilic）」は同義であり、ならびに本明細書において互換的に用いられる。
【００２７】
本明細書において用いられる場合、「塩基」という用語は、水素イオン（H+）を受け取ることができる物質を指す。塩基の添加は、水性溶液のpHを増大させる。好適な塩基の例として、アンモニア、有機アミン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、重炭酸マグネシウム、および重炭酸カルシウムが含まれる。
【００２８】
本明細書において用いられる場合、「カオトロピック剤」という用語は、例えば、分子間相互作用もしくは分子内相互作用、水素結合、もしくは疎水性相互作用を弱化または混乱させることによって、分子構造を不安定化する物質を指す。好適なカオトロピック剤の例として、尿素または塩化グアニジンが含まれる。
【００２９】
本明細書において用いられる場合、「キレート剤」という用語は、金属イオンと複合体を形成することができる化合物を指す。特に、キレート剤は、金属イオンと同時に配位することができる少なくとも2つのヘテロ原子を有する二座または多座の金属イオン配位子である。本発明での使用に好適なキレート剤の実例となる例として、エチレンジアミン、エチレントリアミン、エチレンテトラアミン、エチレンジアミンテトラ酢酸（EDTA）、アミノエタノールアミン、エチレングリコールビス(2-アミノエチルエーテル)-N,N,N',N'-テトラ酢酸（EGTA）、トリス(2-イミダゾリル)カルビノール、トリス[4(5)-イミダゾリル]カルビノール、ビス[4(5)-イミダゾリル]グリコール酸、オキサロ酢酸、クエン酸、グリシンまたはその他のアミノ酸、サリチレート、大環状エーテル、多座配位シッフ塩基、アセチルアセトン、ビス(アセチルアセトン)エチレンジアミン、2-ニトロソ-1-ナフトール、3-メトキシル-2-ニトロソフェノール、シクロヘキサントリオントリオキシム、ジエチレントリアミンペンタ酢酸（DTPA）、N-(ヒドロキシエチル)エチレンジアミントリ酢酸（HEDTA）、トリポリリン酸イオン、ニトリロトリ酢酸、ジメチルグリオキシム、ジメルカプロール、およびデフェロキサミンが含まれる。
【００３０】
本明細書において用いられる場合、「ペプチドの化学的および/または物理的特性」という用語は、電荷、極性、および酸化還元状態などの化学的特性、ならびにペプチド立体配座、界面に対する親和性、または凝集状態などの物理的特性を指す。例えば、バルク溶液のpHの変化は、ペプチド上に存在するカルボン酸などの塩基性基または酸性基のイオン化を引き起こし、およびそれゆえに電荷の発生を引き起こしてもよい。電荷が、新たなpHでも同じ電荷を有する別のペプチドのその他の官能基と空間的に近い場合、ネットワークにおけるペプチドは互いに反発し、ネットワークの弱化を引き起こしてもよく、またはネットワークを散逸させてもよい。電荷がペプチド内の反発を引き起こす場合、ペプチドの立体配座は変化してもよく、およびこれが今度は、ネットワーク内の分子間相互作用の弱化または損失を引き起こしてもよい。あるいは、電荷が、新たなpHで反対の電荷を有する別のペプチドのその他の官能基と空間的に近い場合、ネットワークにおけるペプチドは互いにより強く引き付け合い、ネットワークの強化を引き起こしてもよい。電荷がペプチド内相互作用を引き起こす場合、ペプチドの規則正しい立体配座は安定化してもよく、ならびにこれが今度は、分子間相互作用の強化およびネットワークの強化を引き起こしてもよい。別の例において、pHの変化は、ペプチド分子上の平均電荷をゼロに近付け、したがってペプチド間の任意の電荷-電荷反発を軽減し、およびネットワークを強化してもよい。さらに別の例において、pHの変化は、ペプチド分子上の平均の正または負の電荷をゼロから顕著に逸脱させ、したがってネットワークを弱化し、またはそれを完全に散逸させるペプチド間の電荷-電荷反発を発生させてもよい。あるいは、電荷もしくは極性の変化またはペプチドの立体配座の変化は、ペプチドの親水性および/または疎水性領域を変化させ、より強いまたはより弱い界面に対する親和性をそれに有せしめてもよく、それが今度はネットワーク形成を可能にするのに十分な界面におけるペプチド濃度を提供してもよく、またはそれがネットワーク形成に不十分なように界面におけるペプチドの濃度を激減させてもよく、またはペプチドネットワーク形成速度を増大させるか、もしくは減少させるかのいずれかによって、界面に侵入してネットワークを形成するペプチドの速度を変化させてもよい。別の例において、電荷もしくは極性の変化またはペプチドの立体配座の変化は、ペプチドの界面への侵入に対するエネルギー障壁を変化させ、ネットワークが界面で形成される速度を変化させてもよい。別の実例となる例は、適切な架橋基の存在下で、ペプチドをα-ヘリックスまたはβ-シート立体配座に安定化し、かつ界面に対する親和性を有する疎水性の面または領域を提供する金属イオンの添加である。加えて、金属イオンの結合は、ペプチド分子上の平均電荷をゼロに近付け、したがってペプチド間の任意の電荷-電荷反発を軽減し、およびネットワークを強化してもよい。加えて、金属イオンは、2つまたはそれより多くのペプチド分子に同時に結合し、2つまたはそれより多くのペプチド分子の界面での架橋結合を引き起こし、したがってネットワークを強化してもよい。場合によっては、そのような架橋���合によって、界面での多層化したペプチド構造物の形成がもたらされてもよい。加えて、金属イオンは、2つまたはそれより多くのペプチド分子に同時に結合し、2つまたはそれより多くのペプチド分子のバルク溶液中での架橋結合を引き起こし、およびペプチド複合体の効果的な分子量を増大させ、したがってペプチドが界面に侵入し、界面のペプチド分子によって取り入れられたペプチドネットワークおよび/または構造物を形成することができる速度に影響を与えてもよい。加えて、金属イオンはバルク溶液中のペプチド分子に結合し、ペプチド上の電荷を変化させ、およびペプチドが界面に侵入し、ネットワークを形成することができる速度に影響を与えてもよい。逆に、金属イオンの除去は、α-ヘリックス立体配座を不安定化してもよく、または特有の疎水性領域を有さず、および界面に対する高い親和性を有さないランダムコイル立体配座をペプチドに取り入れさせてもよく、または界面での金属イオンを介する架橋結合を除去してもよい。あるいは、異なる設計特色を有するペプチドにおいて、金属イオンの結合は、所与のpHで近くの正電荷と相互作用してペプチドの構造を不安定化し、したがってネットワークを弱化し、またはそれを完全に散逸させ得るペプチドにおける局所的な正電荷を生み出してもよい。あるいは、金属イオンの結合は、それまでペプチドの規則正しい立体配座を安定化していた局所的な負電荷を中和し、したがってネットワークを弱化し、またはそれを完全に散逸させるペプチドの立体配座の不安定化をもたらしてもよい。別の例において、金属イオンの結合は、ペプチド分子上の平均の正電荷をゼロから顕著に逸脱させ、したがってネットワークを弱化し、またはそれを完全に散逸させるペプチド間の電荷-電荷反発を発生させてもよい。別の実例となる例は、反対の電荷を持つペプチドの規則正しい立体配座を安定化し、したがってネットワークを強化するための分子電荷を持つ有機分子（有機対イオン）の使用である。別の実例となる例は、混合ペプチドネットワークを形成することができる所与のpHで反対の電荷を持つ2つの異なるペプチドの使用であり、この場合、溶液のpHを変化させることによって、または金属イオンを添加もしくは隔離することによって、1つまたは両方の分子の電荷が変化し、したがってネットワークの強度を変化させてもよい。ある例において、ペプチドの化学的特性のみが変化する。別の例において、ペプチドの物理的特性のみが変化する。ある例において、ペプチドの化学的および物理的特性が変化する。重要なことに、ペプチドの比較的単純かつ十分に明確な性質のために、所与のペプチドの物理的および化学的特性に関する予測を立てることが可能である。それゆえ、予測可能なネットワーク強度および、pHに対する感受性、酸化/還元、または金属イオンキレート化などの、予測可能な調節特徴を有するようにペプチドを設計することが可能である。
【００３１】
以下に続く、本明細書および特許請求の範囲の全体にわたって、文脈上、別様に理解される必要がある場合を除き、「含む（comprise）」という単語、ならびに「含む（comprises）」および「含むこと（comprising）」などの変化形は、記述された整数もしくは工程の包含、または記述された整数もしくは工程の集合の包含を示唆するが、任意のその他の整数もしくは工程の排除、または任意のその他の整数もしくは工程の集合の排除を示唆しないよう理解されると考えられる。
【００３２】
本明細書において用いられる場合、「エマルジョン」という用語は、第2の液体に懸濁または分散させた第1の液体の懸濁または分散を指し、第2の液体の中で第1の液体は難溶性または不混和性である。第1の液体を分散相と称し、および第2の液体を連続相と称する。分散相は、不均一または均一な様式で、連続相の全体にわたって分散する液滴を形成してもよい。エマルジョンの実例となる例として、油が分散相を形成し、および水が連続相を形成する水中油型エマルジョン、ならびに水が分散相を形成し、および油が連続相を形成する油中水型エマルジョンが含まれる。加えて、第1の不連続相の液滴が第2の不連続相のより小さい液滴を含む「多重エマルジョン」が形成されてもよく、それは第1の不連続相を含む連続相と組成が類似していてもよいし、または類似していなくてもよい。多重エマルジョンの実例となる例として、油が第1の不連続相を形成し、および水が第2の不連続相を形成する水中油中水型エマルジョン、ならびに水が第1の不連続相を形成し、および油が第2の不連続相を形成する油中水中油型エマルジョンが含まれる。
【００３３】
本明細書において用いられる場合、「流体-流体界面」という用語は、2つの隣接する不混和性流体間の共通の境界を形成する表面を指す。流体は、液体または気体であってもよい。流体-流体界面には、液体-液体界面および気体-液体界面が含まれる。気体-液体界面は、例えば、空気と水、または空気と油などの、気体と液体の間の共通の境界を形成する表面である。液体-液体界面は、水と油などの、2つの不混和性液体間の共通の境界を形成する表面である。
【００３４】
本明細書において用いられる場合、「フォーム」という用語は、液体の中または上の気体泡の分散を指す。気体泡は、不均一または均一な様式で、液体相の全体にわたって分散してもよい。フォームの実例となる例として、水または油などの液体に閉じ込められた空気、窒素、酸素、ヘリウム、または水素などの気体が含まれる。フォームは、一過性、不安定、または安定であってもよい。
【００３５】
本明細書において用いられる場合、「力の伝達」および「力伝達」という用語は、流体-流体界面に沿ったまたは流体-流体界面の内部の横の力を伝達することができ、および流体-流体界面に機械的強度を与えるペプチドネットワークを指す。ペプチドネットワークの力の伝達は、ゼロ近傍の歪みにおける界面応力 対 歪み曲線の初期傾きからの界面弾性モジュール、およびネットワークが破裂前に持続することができるピーク界面応力を決定することによって評価することができる。有用な力の伝達を示すペプチドネットワークについて、界面弾性モジュールは、通常30mN/mを上回り、または30mN/mと等しく、およびピーク界面応力または最大界面応力は、通常0.5mN/mを上回る。
【００３６】
本明細書において用いられる場合、「相互作用する（interact）」、「相互作用する（interacts）」、「相互作用（interaction）」、および「相互作用すること（interacting）」という用語は、ペプチド内でまたはペプチド間で生じる引力を指す。引力はペプチドによって取り入れられる立体配座の原因であり、およびそれによってペプチドの流体-流体界面に対する親和性に影響を及ぼしてもよく、またはその他のペプチドとの会合を促進もしくは妨害してもよい。引力は分子間でもあり、それによって界面に位置するペプチドがネットワーク形成を結果的にもたらし得るものと互いに会合するよう助長してもよい。好適な相互作用の実例となる例として、イオン対相互作用、双極子相互作用、ロンドン分散力、塩橋形成、水素結合、および水和などの短距離の溶媒和力、疎水性相互作用、イオンの排除による浸透圧の引力ポテンシャル、ならびに表面電荷相互作用が含まれる。場合によっては、ジスルフィド結合形成などの、分子間または分子内共有結合がペプチド間で生じてもよい。ペプチドネットワーク形成の文脈において、ネットワークの刺激反応性の廃絶が望ましい場合、ペプチド間の共有結合はあまり望ましくなくてもよい。
【００３７】
本明細書において用いられる場合、「界面特徴」という用語は、流体-流体界面の液体の表面張力、界面の電荷特性、界面の粘性および弾性特性などの界面レオロジー、ならびに流体-流体界面の領域の全体にわたって力を伝達することができるか否かということを含む流体-流体界面の特徴を指す。
【００３８】
本明細書において用いられる場合、「貯蔵モジュール」としても公知の「界面弾性モジュール」という用語は、ゼロ歪みの限界点での界面応力 対 歪みプロットの勾配を指し、およびしたがって流体-流体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークの拡大に必要とされる仕事に関する。界面弾性モジュールは、ペプチド集合体に適用された界面応力 対 歪みをプロットすることによって得られ、および所与の低い範囲の歪みにおける線の傾きが、界面弾性モジュールを与えると考えられる。界面弾性モジュールのおよその値はまた、従来の界面レオロジー技術を用いて得られてもよい。
【００３９】
「損失モジュール」としても公知の「界面粘性モジュール」という用語は、自己集合した力伝達ペプチドネットワークが、流体-流体界面で流れ、したがって任意の適用された力を散逸させる能力を指す。界面応力 対 歪みプロットに関して、集合体に対する新たなペプチドの添加がないならば、ネットワークが定常歪みにある時、損失モジュールは測定された界面応力が緩和される速度に関する。
【００４０】
本明細書において用いられる場合、「調節する（modulate）」、「調節（modulation）」、「調節すること（modulating）」という用語は、一定の度量または比率へのレギュレーションまたは調整を指す。界面特徴に適用された場合の調節は、特徴の増強、低下、または廃絶を指す。例えば、力の伝達に適用された場合の調節は、力の伝達の増強、力の伝達の低下、または力の伝達の廃絶を指す。
【００４１】
本明細書において用いられる場合、「ピーク界面応力」は、界面応力 対 歪み曲線上の最大界面応力の点を指し、ならびに界面弾性モジュール、界面粘性モジュール、歪み速度、および新たなペプチドが界面で吸着する速度に関する。
【００４２】
本明細書において用いられる場合、「ペプチド」という用語は、ペプチド結合でつながった2つもしくはそれより多くの天然または非天然のアミノ酸を指す。通常、ペプチドは、長さ約2〜約80アミノ酸残基の範囲にまで及び、一般には長さ約5〜約60アミノ酸残基の範囲にまで及び、およびより一般には長さ約10〜約40アミノ酸残基にまで及ぶ。ペプチドはまた、レトロインベルソ（retro-inverso）ペプチドであってもよい。
【００４３】
本明細書において用いられる場合、「アミノ酸」という用語は、α-アミノ酸またはβ-アミノ酸を指し、およびL-異性体またはD-異性体であってもよい。アミノ酸は、天然の側鎖（表1参照）または非天然の側鎖（表2参照）を有してもよい。アミノ酸はまた、-C1-C6アルキル、-(CH2)nCOR1、-(CH2)nR2、-PO3H、-(CH2)nヘテロシクリル、または-(CH2)nアリールより選択される群によって、α-位置またはβ-位置でさらに置換されていてもよく、ここでR1は、-OH、-NH2、-NHC1-C3アルキル、-OC1-C3アルキル、もしくは-C1-C3アルキルであり、およびR2は-OH、-SH、-SC1-C3アルキル、-OC1-C3アルキル、-C3-C12シクロアルキル、-NH2、-NHC1-C3アルキル、もしくは-NHC(C=NH)NH2であり、ならびに各々のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、もしくはヘテロシクリル基は、-OH、-NH2、-NHC1-C3アルキル、-OC1-C3アルキル、-SH、-SC1-C3アルキル、-CO2H、-CO2C1-C3アルキル、-CONH2、もしくは-CONHC1-C3アルキルより選択される1つもしくは複数の基で置換されていてもよい。
【００４４】
本明細書の全体にわたって用いられるアミノ酸構造ならびに1文字略記および3文字略記を表1で定義し、タンパク質中にL-異性体として生じる20の天然アミノ酸を列挙する。
【００４５】
（表１）
2008531506.tif 000002
2008531506.tif 000003
【００４６】
本明細書において用いられる場合、「α-アミノ酸」という用語は、アミノ基およびカルボキシル基が1つの炭素原子、α-炭素原子、で隔てられているアミノ基およびカルボキシル基を有する化合物を指す。α-アミノ酸には、天然および非天然のL-アミノ酸、ならびにそれらのD-異性体、ならびに塩などのその誘導体、または官能基が好適な保護基で保護されている誘導体が含まれる。α-アミノ酸はまた、-C1-C6アルキル、-(CH2)nCOR1、-(CH2)nR2、-PO3H、-(CH2)nヘテロシクリル、または-(CH2)nアリールより選択される群によって、α-位置でさらに置換されていてもよく、ここでR1は-OH、-NH2、-NHC1-C3アルキル、-OC1-C3アルキル、もしくは-C1-C3アルキルであり、およびR2は-OH、-SH、-SC1-C3アルキル、-OC1-C3アルキル、-C3-C12シクロアルキル、-NH2、-NHC1-C3アルキル、もしくは-NHC(C=NH)NH2であり、ならびに各々のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、もしくはヘテロシクリル基は、-OH、-NH2、-NHC1-C3アルキル、-OC1-C3アルキル、-SH、-SC1-C3アルキル、-CO2H、-CO2C1-C3アルキル、-CONH2、もしくは-CONHC1-C3アルキルより選択される1つもしくは複数の基で置換されていてもよい。
【００４７】
本明細書において用いられる場合、「β-アミノ酸」という用語は、カルボキシル末端およびアミノ末端を隔てている2つの（2）炭素原子があるという点でα-アミノ酸と異なるアミノ酸を指す。そのようなものとして、特定の側鎖を有するβ-アミノ酸は、α（C2）炭素またはβ（C3）炭素のいずれかに、R鏡像体またはS鏡像体として存在し、任意の所与の側鎖に対して計4つの可能性な異性体を結果的にもたらすことができる。側鎖は天然のα-アミノ酸（上の表1参照）のそれらと同じであってもよく、または非天然のアミノ酸（下の表2参照）の側鎖であってもよい。
2008531506.tif 000004
【００４８】
さらに、β-アミノ酸は、C2炭素原子およびC3炭素原子における1-置換、2-置換、3-置換、または4-置換を有してもよい。1-置換は、C2炭素原子またはC3炭素原子にあってもよい。2-置換には、C2炭素原子における2つの置換分、C3炭素原子における2つの置換分、またはC2炭素原子およびC3炭素原子の各々における1つの置換分が含まれる。3-置換には、C2炭素原子における2つの置換分およびC3炭素原子における1つの置換分、またはC3炭素原子における2つの置換分およびC2炭素原子における1つの置換分が含まれる。4-置換は、C2炭素原子における2つの置換分およびC3炭素原子における2つの置換分を提供する。好適な置換分には、-C1-C6アルキル、-(CH2)nCOR1、-(CH2)nR2、-PO3H、-(CH2)nヘテロシクリル、または-(CH2)nアリールが含まれ、ここでR1は-OH、-NH2、-NHC1-C3アルキル、-OC1-C3アルキル、もしくは-C1-C3アルキルであり、およびR2は-OH、-SH、-SC1-C3アルキル、-OC1-C3アルキル、-C3-C12シクロアルキル、-NH2、-NHC1-C3アルキル、もしくは-NHC(C=NH)NH2であり、ならびに各々のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、もしくはヘテロシクリル基は、-OH、-NH2、-NHC1-C3アルキル、-OC1-C3アルキル、-SH、-SC1-C3アルキル、-CO2H、-CO2C1-C3アルキル、-CONH2、もしくは-CONHC1-C3アルキルより選択される1つもしくは複数の基で置換されていてもよい。
【００４９】
その他の好適なβ-アミノ酸には、立体配座的に制約されたβ-アミノ酸が含まれる。環状β-アミノ酸は立体配座的に制約され、および通常、酵素的分解の影響を受け易くない。好適な環状β-アミノ酸には、シス-2-アミノシクロプロピルカルボン酸およびトランス-2-アミノシクロプロピルカルボン酸、2-アミノシクロブチルカルボン酸およびシクロブテニルカルボン酸、2-アミノシクロペンチルカルボン酸およびシクロペンテニルカルボン酸、2-アミノシクロヘキシルカルボン酸およびシクロヘキセニルカルボン酸、ならびに2-アミノ-ノルボルナンカルボン酸、ならびにそれらの誘導体が含まれるが、これらに限定されず、そのうちの幾つかを下に示す。
2008531506.tif 000005
【００５０】
好適なβ-アミノ酸の誘導体は塩を含み、および好適な保護基で保護された官能基を有してもよい。
【００５１】
本明細書において用いられる場合、「非天然のアミノ酸」という用語は、表1に列挙された天然のL-α-アミノ酸では生じない側鎖を有するアミノ酸を指す。非天然のアミノ酸および誘導体の例として、ノルロイシン、4-アミノブチル酸、4-アミノ-3-ヒドロキシ-5-フェニルペンタン酸、6-アミノヘキサン酸、t-ブチルグリシン、ノルバリン、フェニルグリシン、オルニチン、シトルリン、サルコシン、4-アミノ-3-ヒドロキシ-6-メチルヘプタン酸、2-チエニルアラニン、および/またはアミノ酸のD-異性体の使用が含まれるが、これらに限定されない。本明細書において有用であり得る非天然アミノ酸のリストを表2に示す。
【００５２】
（表２）
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【００５３】
本明細書において用いられる「アルキル」という用語は、直鎖炭化水素基または分岐炭化水素基を指す。好適なアルキル基には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、およびオクタデシルが含まれるが、これらに限定されない。アルキルという用語は、アルキル基に存在し得る炭素原子の数または炭素原子の範囲を示すために、明記した炭素原子の数を接頭語として付けてもよい。例えば、C1-C3アルキルは、メチル、エチル、プロピル、およびイソプロピルを指す。
【００５４】
本明細書において用いられる場合、「アルケニル」という用語は、少なくとも1つの2重結合を含む直鎖炭化水素基または分岐炭化水素基を指す。好適なアルケニル基には、ビニル、プロペニル、1-ブテニル、2-ブテニル、3-ブテニル、3-メチル-2-ブテニル、1-ペンテニル、2-ペンテニル、3-ペンテニル、4-ペンテニル、3-メチル-2-ペンテニル、4-メチル-3-ペンテニル、2,4-ペンタジエン、1-ヘキセニル、2-ヘキセニル、3-ヘキセニル、4-ヘキセニル、5-ヘキセニル、3-メチル-2-ヘキセニル、4-メチル-3-ヘキセニル、および5-メチル-4-ヘキセニルが含まれるが、これらに限定されない。
【００５５】
本明細書において用いられる場合、「アルキニル」という用語は、少なくとも1つの3重結合を含む直鎖炭化水素基または分岐炭化水素基を指す。好適なアルキニル基には、エチニル、2-プロピニル、2-ブチニル、3-ブチニル、2-ペンチニル、3-ペンチニル、4-ペンチニル、2-ヘキシニル、3-ヘキシニル、4-ヘキシニル、および5-ヘキシニルが含まれるが、これらに限定されない。
【００５６】
本明細書において用いられる場合、「シクロアルキル」という用語は、環状炭化水素基を指す。好適なシクロアルキル基には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシル、シクロウンデシル、およびシクロドデシルが含まれるが、これらに限定されない。
【００５７】
本明細書において用いられる場合、「ヘテロシクリル」という用語は、少なくとも1つの炭素原子がN、O、もしくはSで置き換わった5員もしくは6員の飽和炭化水素基、部分的不飽和炭化水素基、または芳香族環状炭化水素基を指す。任意で、ヘテロシクリル基はフェニル環に融合していてもよい。好適なヘテロシクリル基には、ピロリジニル、ピペリジニル、ピロリル、チオフェニル、フラニル、オキサゾリル、イミダゾリル、チアゾリル、イソキサゾリル、ピラゾリル、イソチアゾリル、ピリジニル、キノリニル、イソキノリニル、インドリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、オキサジアゾリル、テトラゾリル、トリアゾリル、およびピリミジニルが含まれるが、これらに限定されない。
【００５８】
本明細書において用いられる場合、「アリール」という用語は、例えば、フェニルおよびナフチルなどの、C6-C10芳香族炭化水素基を指す。
【００５９】
「ペプチド集合体」という用語は、それらが流体-流体界面に対する親和性を有するために、バルク溶液から流体-流体界面で自己集合したペプチドの集団を指す。ペプチド集合体は、流体-流体界面における任意のペプチドの集団を包含する幅広い用語である。ペプチド集合体は以下を含む：
i）集団のペプチド間に正味の相互作用がなく、または非常にわずかな正味の相互作用しかなく、およびそれゆえに流体-流体界面におけるペプチド集団と会合する機械的強度がないペプチド集団；
ii）集団のペプチド間に少なくとも幾らかの相互作用はあるが、相互作用が流体-流体界面における集団に機械的強度を与えるには不十分であるペプチド集団；ならびに
iii）ペプチドが界面に十分な濃度で存在し、およびペプチド間に流体-流体界面におけるペプチド集団に機械的強度を与えるのに十分な相互作用があるペプチド集団。そのようなペプチド集団は、力を伝達することができる。本明細書において、力を伝達することができるこのペプチド集団は、「ペプチドネットワーク」と称される。
【００６０】
集合体i）およびii）において、おそらくはペプチドが界面に対する低親和性を有するために、ペプチドネットワークを形成することによって機械的強度を与えるのに十分な相互作用を可能にするための界面における不適切な濃度のペプチドがある可能性がある。あるいは、流体-流体界面で自己集合したペプチドは互いに相互作用することができず、またはペプチド間の相互作用は不均一であり、もしくは容易に混乱する。
【００６１】
「自己集合した」という用語は、流体-流体界面に対する親和性を有し、およびそれら自身をバルク溶液から流体-流体界面へと移動させ、ペプチド集合体を形成するペプチドの集団を指す。
【００６２】
「自己集合した力伝達ペプチドネットワーク」という用語は、界面に十分な濃度で存在し、およびペプチド間にペプチド集団に機械的強度を与えるのに十分な相互作用があり、それによって界面応力をペプチドネットワークに適用した時、力の伝達を可能にする流体-流体界面におけるネットワークを形成するペプチド集団を含むペプチド集合体を指す。ペプチドネットワークはまた、膜またはペプチド膜と称されてもよい。
【００６３】
本明細書において用いられる場合、「ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激」という用語は、ペプチド上の置換基の電荷、極性、もしくは酸化状態などの化学的特性を変化させ、または立体配座、官能基の空間的配置、もしくはペプチドの流体-流体界面に対する親和性などのペプチドの物理的特性を変化させ、それによってペプチドネットワーク内のペプチド内相互作用もしくはペプチド間相互作用を混乱もしくは強化させ、および/または流体-流体界面におけるペプチドの濃度を低下もしくは増大させ、および/またはペプチドネットワークの形成速度を低下もしくは増大させることができる物質である。例えば、ペプチド内のまたは2つのペプチド間のアミノ酸間の反発力を導入するようにペプチドの官能基のイオン化を変化させることによって相互作用を混乱させてもよい。あるいは、水素結合などの架橋結合を形成し、互いにより近く会合し得る官能基を架橋することによって、または官能基のように金属イオンを架橋することによって、相互作用を強化してもよい。ペプチド立体配座を変化させる好適な刺激には、酸、塩基、金属イオン、金属キレート剤、有機もしくは無機の電荷を持つ種（対イオン）、酸化剤、還元剤、カオトロピック剤、塩、および温度、またはその組み合わせが含まれる。加えて、好適な刺激には、ペプチドとの接触から第1の刺激を提供する物質を除去する物質が含まれてもよい。例えば、刺激は、表面への吸着によって、または第1の刺激を提供する物質の錯体形成もしくは沈殿を誘導することによって、第1の刺激を提供する物質を除去してもよい。
【００６４】
本明細書において用いられる場合、「スイッチする（switch）」および「スイッチング（switching）」という用語は、ペプチドネットワークをオンおよびオフにすることを指す。例えば、第1の刺激への曝露の間のペプチドネットワークの形成または維持、ならびに第2の刺激への曝露の間のペプチドネットワークの廃絶または散逸。あるいは、第1の刺激への曝露の間のペプチドネットワークの形成の妨害またはペプチドネットワークの散逸、ならびに第2の刺激への曝露の間のペプチドネットワークの形成または形成および維持があってもよい。
【００６５】
ペプチドネットワークを形成することができるペプチド
数多くのペプチドが本発明での使用に好適であり、それゆえにペプチドの網羅的なリストを提供するのは可能ではない。しかしながら、好適なペプチドは、多くの手段で同定し得る。例えば、本発明において有用なペプチドを、（i）合理的設計によって、（ii）自然界で公知の配列の修飾によって、（iii）スクリーニングもしくは選択によって、またはこれら3つのアプローチの組み合わせによって、得てもよい。
【００６６】
i）合理的設計
合理的設計の過程は、以下を示す、ペプチド、または2つもしくはそれより多くのペプチドの組み合わせの配列のデノボデザインを伴う：
a）あるものは側鎖に親水性の性格を有し、およびあるものは側鎖に疎水性の性格を有するという、例えば、アミノ酸残基の設計された組成の結果としての、両親媒性の性格。両親媒性の性格の保持によって、流体-流体界面におけるペプチド親和性が生み出される。好ましい態様において、両親媒性ペプチドは、流体-流体界面における規則正しい2次構造を形成することができる。規則正しい両親媒性の2次構造の例として、α-ヘリックス構造またはβ-シート構造が含まれる、
b）界面における十分な濃度のペプチドで、相互作用の強度が、界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークの形成を可能にするのに十分であるように、ある組の条件下で、流体-流体界面で吸着したその他のペプチド分子と相互作用する能力、ならびに
c）ある組の条件下で存在する界面におけるその他のペプチド分子との相互作用を、その他の組の条件下で弱化もしくは廃絶し、もしくはある組の条件下での増強された界面に対する親和性を、その他の組の条件下で低下させるように、別の組の条件下で、界面におけるペプチドの化学的および/または物理的特性を調節する能力。これは、ネットワークの強度を調節し、弱化し、または廃絶することを可能にし、およびペプチドネットワークが形成される速度に影響を与える可能性もある。
【００６７】
本発明において有用なデノボペプチド配列の設計は、ペプチド構造の安定化および/または不安定化、ならびにバルク溶液中のペプチド-ペプチド相互作用の安定化および/または不安定化に関与する力に関する利用可能な知識、ならびに相のうちの1つ、例えば、水相と接触した気体相または油相、において疎水性の性格を有する流体-流体界面の文脈に対するこの知識の応用を利用する。合理的設計はまた、コンピュータモデリングおよび/または自動化設計アルゴリズムによって支援されてもよい。例えばN末端もしくはC末端の修飾またはアミノ酸側鎖の修飾などの、合理的に設計された配列内のアミノ酸残基の修飾はまた、ペプチドの溶解性を増大し、流体-流体界面に対する親和性を増大し、操作できるペプチド間の相互作用を増大もしくは誘導し、および/またはペプチドにさらなる所望の機能性を付加すると考えられている。合理的設計の過程を、SEQ ID NO：6、SEQ ID NO：7、SEQ ID NO：8、SEQ ID NO：11、SEQ ID NO：12、SEQ ID NO：14（Litowski and Hodges, 2002）、およびSEQ ID NO：15（Litowski and Hodges, 2002）を有するペプチドの配列の作成に用いた。
【００６８】
ii）公知の配列の修飾
本発明において有用な、ペプチド、または2つもしくはそれより多くのペプチドの組み合わせを得るための自然界の公知の配列の修飾は以下を伴う：
a）あるものは側鎖に親水性の性格を有し、およびあるものは側鎖に疎水性の性格を有するという、例えば、アミノ酸残基の選択された組成の結果としての、両親媒性の性格を有する、自然界由来の、ペプチド、または2つもしくはそれより多くのペプチドの組み合わせの選択。両親媒性の性格の保持によって、流体-流体界面におけるペプチド親和性が生み出される。ある態様において、ペプチドは、流体-流体界面における、α-ヘリックスまたはβ-シートなどの、規則正しい構造を形成することができる。ペプチドの配列は、場合によっては、自然界のインタクトなタンパク質構造に対応するより大きな配列に由来してもよい、
b）必要な場合、流体-流体界面における十分な濃度のペプチドで、相互作用の強度が、界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークの形成を可能にするのに十分であるように、ある組の条件下で、流体-流体界面で吸着したその他のペプチド分子と相互作用する能力を与える配列の修飾。加えて、ペプチドの規則正しい2次構造を安定化し、またはペプチドの界面に対する親和性を増大させるためのペプチド末端の化学的修飾を含むが、これに限定されない、改変をペプチド配列の末端に施してもよい。任意で、所望の機能性を得るために、ペプチド溶解性を増大させる置換またはペプチド回収もしくは特徴解析を助ける置換を含むが、これらに限定されない、ペプチド配列内のアミノ酸の置換を実行してもよい。この過程を、より大きいインタクトなタンパク質の配列由来のSEQ ID NO：1を有するペプチドの配列の作成に用いた（Fairman et al., 1995）。加えて、ペプチドの規則正しい2次構造の安定性を増大させるために、例えば、電荷-双極子相互作用を介してヘリックスを安定化するために、α-ヘリックスペプチドのN末端付近に負に帯電した残基を配置し、および/またはα-ヘリックスペプチドのC末端付近に正に帯電した残基を配置することによって、配列内のアミノ酸の置換を実行してもよい（Kohn et al., 1997a）。加えて、ペプチドの構造的安定性を増大させるために、ペプチドの長さを変化させてもよい。この過程を、SEQ ID NO：1を有するペプチドの配列由来のSEQ ID NO：3を有するペプチドの配列の作成に用いた（Fairman et al., 1995）。必要な場合、ペプチドの流体-流体界面に対する親和性を増大させるために、配列内のアミノ酸の置換を実行してもよい。1つの配列修飾が、複数の効果を有してもよい。例えば、SEQ ID NO：1を有するペプチドと比べてSEQ ID NO：3を有するペプチドの構造的安定性を増大させる配列変化は、SEQ ID NO：1を有するペプチドと比べてSEQ ID NO：3を有するペプチドの流体-流体界面に対する親和性も増大させ（Middelberg et al., 2000）、およびSEQ ID NO：1を有するペプチドと比べてSEQ ID NO：3を有するペプチドの流体-流体界面におけるネットワーク強度も増大させ、ならびに
c）界面におけるその他のペプチド分子との相互作用を、これらの条件下で弱化もしくは廃絶し、もしくはある組の条件下での増強された界面に対する親和性を、別の組の条件下で低下させるように、別の組の条件下で、界面におけるペプチドの化学的もしくは物理的特性を調節する能力を与える1つまたは複数の要素をペプチド配列に含める。これは、ネットワークの強度を調節し、弱化し、または廃絶することを可能にし、およびペプチドネットワークが形成される速度に影響を与える可能性もある。この過程を、SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：4、SEQ ID NO：5、SEQ ID NO：9（Fairman et al., 1996、Vu et al., 2001）、SEQ ID NO：10（Fairman et al., 1996、Vu et al., 2001）、およびSEQ ID NO：13を有するペプチドの配列の作成に用いた。
【００６９】
iii）スクリーニングおよび/または選択
この過程において、異なる配列を有する数多くの異なるペプチド分子を含む初期試料を得る。この試料を、1つのタンパク質もしくはタンパク質の混合物の限定的タンパク質分解によるペプチドの作成（Gauthier et al., 1993、van der Ven et al., 2002、van der Ven et al., 2001、Rahali et al., 2000、Huang et al., 1996、Girardet et al., 2000、Caessens et al., 1999b、Caessens et al., 1999a）、化学的手段によるペプチドのライブラリーのコンビナトリアル合成（Xu et al., 2001、Arndt et al., 2000、Boon et al., 2004、Cho et al., 1998、Rausch et al., 2005、Arndt et al., 2002）、または例えば、ファージディスプレイの方法論を用いた、生物学的合成によるペプチドのライブラリーの作成（Benhar, 2001、Tamerler et al., 2003、Sarikaya et al., 2004）を含むが、これらに限定されない、様々な異なる手段によって得てもよい。ある場合には、合理的設計によって得られる初期配列上の変異によって、ペプチドライブラリーを構築してもよい。場合によっては、自然界由来の初期配列上の変異によって、ペプチドライブラリーを構築してもよい。その後、多くの異なるペプチド配列を含む初期試料を、本発明において有用な1つのペプチドもしくは複数のペプチドが濃縮された試料を得るためのスクリーニングおよび/または選択過程に供する。様々な異なる手段を、本発明において有用な1つのペプチドもしくは複数のペプチドを得るためのスクリーニングおよび/または選択過程に利用してもよい。例えば、初期ペプチド溶液を、流体-流体界面における力の伝達を評価することによって、流体-流体界面における自己集合した力伝達ネットワークを形成する能力について評価してもよい。本発明において有用なペプチドのスクリーニングおよび/または選択の別の手段は、気体を混合ペプチド溶液に通し、第1の条件下におけるフォーム安定化が可能なペプチドが選択的に濃縮されたフォームを作製することによって、第1の条件下におけるフォーム安定化に作用するペプチドが濃縮される、スイッチ可能なフォームの使用である。その後、フォームを収集し、および関心対象のペプチドまたは複数のペプチドがフォーム安定化に作用しない、第2の条件に供する。その後、フォームの崩壊のために十分な時間を経過させる。任意で、第2の工程において、気体を第1の濃縮ペプチド溶液に通し、第2の条件下におけるフォーム安定化が依然として可能な1つのペプチドまたは複数のペプチドが濃縮されたフォームを作製することによって、第1の選択工程後の濃縮ペプチド溶液をさらに濃縮する。その後、第1の条件下ではフォームを安定化することができるが、第2の条件下ではフォームを安定化することができない1つのペプチドまたは複数のペプチドが濃縮された第2の濃縮ペプチド溶液を残すために、この第2のフォームを除去してもよい。所望の濃縮特性を有するペプチド溶液を得るために、同様の性質の選択工程を複数回繰り返してもよい。この溶液を特定の用途のために直接的に使用してもよく、または関心対象のペプチドもしくはペプチドの組み合わせの直接的な合成を可能にするために、発泡活性の観察された安定化および不安定化の原因となるペプチドもしくはペプチドの組み合わせの配列を決定するためのさらなる解析に供してもよい。本発明において有用なペプチドのスクリーニングおよび/または選択の別の手段���、第1の条件下におけるエマルジョン安定化が可能なペプチドのコーティングが選択的に濃縮されたエマルジョン油滴を作製するための油による乳化によって、第1の条件下におけるエマルジョン安定化に作用するペプチドが濃縮される、スイッチ可能なエマルジョンの使用である。その後、エマルジョンの油滴を収集し、および関心対象のペプチドまたは複数のペプチドがエマルジョン安定化に作用しない、第2の条件に供する。その後、関心対象のペプチドまたは複数のペプチドによって安定化された油滴の合一のために十分な時間を経過させる。任意で、第2の工程において、第2の条件下におけるエマルジョン安定化が依然として可能な1つのペプチドまたは複数のペプチドが濃縮されたエマルジョン油滴を作製するための油による混合ペプチド溶液の乳化によって、第1の選択工程後の濃縮ペプチド溶液をさらに濃縮する。その後、第1の条件下ではエマルジョンを安定化することができるが、第2の条件下ではエマルジョンを安定化することができない1つのペプチドまたは複数のペプチドが濃縮された第2の濃縮ペプチド溶液を残すために、第2のエマルジョンの油滴を除去してもよい。所望の濃縮特性を有するペプチド溶液を得るために、同様の性質の選択工程を複数回繰り返してもよい。この溶液を特定の用途のために直接的に使用してもよく、または関心対象のペプチドもしくはペプチドの組み合わせの直接的な合成を可能にするために、乳化活性の観察された安定化および不安定化の原因となるペプチドもしくはペプチドの組み合わせの配列を決定するためのさらなる解析に供してもよい。
【００７０】
合理的設計、自然界で公知のペプチドの修飾によって同定されたものであれ、またはスクリーニングおよび/もしくは選択によって同定されたものであれ、本発明において有用なペプチドおよびペプチド中のアミノ酸残基を、同定の間にまたは同定の後に修飾し、界面もしくはその他のペプチドとの相互作用またはペプチド2次構造の安定性などのそれらの特性を増強してもよい。例えば、ペプチドのN末端もしくはC末端を修飾してもよく、またはペプチド内のアミノ酸残基の側鎖を修飾してもよい。好適なN末端修飾の例として、直鎖アルキル基もしくは分岐アルキル基または直鎖アリール基もしくは分岐アリール基を含むカルボン酸によるアシル化が含まれるが、これらに限定されない。好適なアルキル基には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、デトラデシル、ヘキサデシル、およびオクタデシルが含まれるが、これらに限定されない。また、ホルミル基またはベンゾキシカルボニル基を含むが、これらに限定されない、当技術分野において公知のその他の修飾基の付加によって、ペプチドのN末端の遊離のアミノ基を修飾してもよい。好適な疎水基を含むカルボン酸を用いたアシル化によるN末端の修飾によって、ペプチドの流体界面に対する親和性の増強が可能になってもよい。また、アミノクマリン、ビオチン、フルオレセイン、ジエチレントリアミンペンタ酢酸、ヒドラジノニコチンアミド、または4-メチル-クマリル-7-アミドなどの分子の好適に活性化された誘導体を使用することによって、金属結合種、蛍光種、または分光学的にもしくは生物学的に活性のある種などの付加的な機能部分を用いてペプチドの遊離のアミノ基を修飾し、したがってペプチドに付加的な機能性を与えてもよい。
【００７１】
好適なC末端修飾の例として、アンモニアもしくは直鎖アルキル基もしくは分岐アルキル基もしくは直鎖アリール基もしくは分岐アリール基を含むアミンによるアミド化、または直鎖アルキル基もしくは分岐アルキル基を含むアルコールによる、もしくはフェノールもしくは芳香族アルコールによるエステル化が含まれるが、これらに限定されない。好適なアルキル基には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、デトラデシル、ヘキサデシル、およびオクタデシルが含まれるが、これらに限定されない。好適な疎水基を含むアミンを用いたアミド化によるC末端の修飾によって、ペプチドの流体-流体界面に対する親和性の増強が可能になってもよい。また、N-オキシスクシンイミドを含むが、これに限定されない、当技術分野において公知のその他の修飾基の付加によって、ペプチドのC末端の遊離のカルボキシレート基を修飾してもよい。
【００７２】
また、アンモニアもしくは直鎖アルキル基もしくは分岐アルキル基もしくは直鎖アリール基もしくは分岐アリール基を含むアミンによるアミド化、または直鎖アルキル基もしくは分岐アルキル基を含むアルコール、フェノール、もしくは芳香族アルコールによるエステル化によって、例えばアスパルテートまたはグルタメートの側鎖カルボキシレートなどの、ペプチド内のアミノ酸残基の側鎖カルボキシレート基を修飾してもよい。好適なアルキル基には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、デトラデシル、ヘキサデシル、およびオクタデシルが含まれるが、これらに限定されない。好適な疎水基を含むカルボン酸もしくはアミンを用いたエステル化またはアミド化によるペプチド内のアミノ酸残基の側鎖カルボキシレート基の修飾によって、ペプチドの流体-流体界面に対する親和性の増強が可能になってもよい。
【００７３】
また、直鎖アルキル基もしくは分岐アルキル基または直鎖アリール基もしくは分岐アリール基を含むカルボン酸によるエステル化によって、例えばセリン、スレオニン、もしくはチロシン残基の側鎖アルコール基または側鎖フェノール基などの、ペプチド内のアミノ酸残基の側鎖アルコール基または側鎖フェノール基を修飾してもよい。好適なアルキル基には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、デトラデシル、ヘキサデシル、およびオクタデシルが含まれるが、これらに限定されない。好適な疎水基を含むカルボン酸を用いたエステル化によるペプチド内のアミノ酸残基の側鎖アルコール基または側鎖フェノール基の修飾によって、ペプチドの流体界面に対する親和性の増強が可能になってもよい。また、酵素的または化学的リン酸化によって、ペプチド内のアミノ酸残基の側鎖アルコール基または側鎖フェノール基を可逆的に修飾し、したがってペプチドが特定の金属イオンに結合する能力だけでなく、ペプチド上の電荷も変化させてもよい。
【００７４】
また、直鎖アルキル基もしくは分岐アルキル基または直鎖アリール基もしくは分岐アリール基を含むカルボン酸によるエステル化によって、例えばリジン残基の側鎖遊離アミノ基などの、ペプチド内のアミノ酸残基の側鎖遊離アミノ基を修飾してもよい。好適なアルキル基には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、デトラデシル、ヘキサデシル、およびオクタデシルが含まれるが、これらに限定されない。好適な疎水基を含むカルボン酸を用いたエステル化によるペプチド内のアミノ酸残基の側鎖遊離アミノ基の修飾によって、ペプチドの流体-流体界面に対する親和性の増強が可能になってもよい。
【００７５】
また、直鎖アルキル基もしくは分岐アルキル基または直鎖アリール基もしくは分岐アリール基を含むカルボン酸によるエステル化によって、例えばシステイン残基の側鎖チオール基などの、ペプチド内のアミノ酸残基の側鎖遊離チオール基を修飾してもよい。好適なアルキル基には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、デトラデシル、ヘキサデシル、およびオクタデシルが含まれるが、これらに限定されない。好適な疎水基を含むカルボン酸を用いたエステル化によるペプチド内のアミノ酸残基の側鎖チオール基の修飾によって、ペプチドの流体界面に対する親和性の増強が可能になってもよい。
【００７６】
バルク水溶液中のペプチドの構造および相互作用を支配する原理は、例えば、コイルドコイルペプチドを含むα-ヘリックスペプチドの場合（Andrews and Tabor, 1999、Kohn and Hodges, 1998、Cohen and Parry, 1990、Hill et al., 2000、DeGrado, 2001）、およびβ-シートペプチドについて（De Alba et al., 1999、Zhang and Altman, 1999、Hong et al., 2003、Fung et al., 2003、Wang et al., 2005）、文献に記載されている。ペプチドの金属イオンとの相互作用を支配する原理およびペプチド構造に対する金属イオン結合の影響もまた文献に記載され（Regan, 1995、DeGrado et al., 1999b）、ならびにβ-アミノ酸残基から構成されるペプチドによって取り入れられる構造を支配する原理は研究されているところである（DeGrado et al., 1999a）。流体-流体界面におけるペプチド構造に関する幾つかの研究もまた、最近利用可能になった（Xu et al., 2004、Sneer et al., 2004、Kerth et al., 2004、Rapaport et al., 2002、Xu et al., 2001、Rapaport et al., 2000）。本発明において有用なペプチドを得る際に、バルク溶液中のペプチド構造を設計するのに用いられる原理を、流体-流体界面で相互作用するペプチド構造の設計への適用のために修正する。デノボか、もしくは自然界由来の配列の修飾によるかのいずれかの、本発明において有用なペプチドの配列を設計する際に、またはスクリーニングおよび/もしくは選択過程との相互作用のために、以下の設計原理を適用する。
【００７７】
i）ペプチド構造のある部分が疎水性の性格を有し、およびペプチド構造の別の部分が親水性の性格を有し、したがって、一方の相が疎水性の性格を保持し、および他方の相が親水性の性格を保持する、空気‐水界面または油‐水界面などの、流体‐流体界面に対する親和性をペプチドに与えるように、ペプチドは両親媒性の性格を有するべきである。したがって、この種の流体‐流体界面の存在下で、ペプチドは吸着し、自己集合した界面ペプチド集合体を形成することができる。
【００７８】
場合によっては、イオン化可能な残基のプロトン化または脱プロトン化によって、疎水性特性と親水性特性の間のバランスなどの、ペプチドの両親媒性特性を調節し、したがってペプチドの界面に対する親和性を調節してもよい。例えば、プロトン化状態において、グルタミン酸残基またはアスパラギン酸残基は、一部疎水性の性格を有し、その一方、脱プロトン化状態において、同残基はより強い親水性の性格を有する。同様に、脱プロトン化状態において、リジン残基は、一部疎水性の性格を有し、その一方、プロトン化状態において、同残基はより強い親水性の性格を有する。したがって、単にpHを変えることによって、これらの残基を含むペプチドの両親媒性の性格を変化させ、したがってペプチドの界面に対する親和性を変化させることができる。場合によっては、この方法によるペプチドの界面に対する親和性の低下が、流体-流体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークでの力の伝達の弱化または廃絶を引き起こしてもよい。
【００７９】
ii）好ましい態様において、ペプチドは、より簡単に予測可能で、かつ調節可能なペプチド相互作用をペプチド間で形成することができるように、流体-流体界面で規則正しい2次構造を取ることができる単量体から構成されるペプチド集合体を形成する。場合によっては、ペプチドはまた、水溶液中で規則正しい2次構造を形成してもよい。最も好ましい態様において、流体-流体界面における規則正しい2次構造は、α-ヘリックス構造またはβ-シート構造であると考えられ、および界面における所望の2次構造と一致するようにペプチド設計が作成されると考えられる。
【００８０】
規則正しい2次構造を有する両親媒性ペプチドの設計の例を下に示す。
【００８１】
a. ペプチドのα-ヘリックスまたはβ-シート2次構造におけるα-アミノ酸残基については、ペプチド骨格におけるアミド結合間の水素結合のパターンによって、残基ポジショニングの周期性を決定する。α-アミノ酸残基から構成されるペプチドの場合、α-ヘリックスは、ヘリックス回転当たり3.6アミノ酸の周期性を有する。したがって、α-ヘリックス2次構造については、ペプチド配列内で3残基または4残基離れて生じる繰り返し疎水性残基がα-ヘリックスの1つの面に位置付けられ、およびそれ故にα-ヘリックス構造に疎水面を発生させると考えられる。結果として生じるα-ヘリックスは、ヘリックスの疎水面がそれぞれ、油-水界面もしくは空気-水界面の油相または空気相に対する親和性を保持する、両親媒性α-ヘリックスである。20の天然のα-アミノ酸残基についての疎水性の規模を示す表（Jones and Middelberg（Jones and Middelberg, 2002b）から取った、表3）を下に示す。
【００８２】
（表３）
2008531506.tif 000009
【００８３】
本発明の目的のために、両親媒性α-ヘリックスの作成に好適な疎水性残基および親水性残基のパターンを有するペプチド配列の好適なサブクラスは、繰り返し配列単位(abcdefg)n（ここで、nは2〜12の、好ましくは2〜6の、より好ましくは2〜5の整数である）を有するペプチド配列である。ヘプタドと称される、繰り返し単位(abcdefg)において、残基aおよびdは疎水性残基である。これらの疎水性残基は、空気-水の空気相もしくは油-水界面の油相などの、その他の疎水性部分と相互作用することができ、または別のペプチドによって形成される疎水構造と相互作用する可能性もある。これらのペプチドの中には、同一のまたは同一でないペプチドの自己集合によってバルク溶液中で形成されるコイルドコイル構造を形成するものもあり、この場合、残基aおよびdは疎水性コア構造を形成する（図1）。コイルドコイル構造がバルク溶液中で形成されるものの、この構造は必ずしも流体-流体界面で維持されるわけではない。しかしながら、そのような両親媒性α-ヘリックスペプチドは、それらの両親媒性構造が流体-流体界面に対する親和性を与えるので、本発明での使用に好適なペプチドである。例として、SEQ ID NO：14を有するペプチドを、残基aが疎水性残基イソロイシン（I）であり、かつ残基dが疎水性残基ロイシン（L）である、(gabcdef)3に対応する繰り返しヘプタド(EISALEK)3を含むように設計した。さらなる例として、SEQ ID NO：15を有するペプチドを、残基aが疎水性残基イソロイシン（I）であり、かつ残基dが疎水性残基ロイシン（L）である、(gabcdef)3に対応する繰り返しヘプタド(KISALKE)3を含むように設計した。
【００８４】
ここに記載されたのと同様の様式で、流体-流体界面で吸着されたヘリックスペプチドによるネットワーク形成を操作することができる、繰り返しヘプタド(abcdefg)nのパターンに適合しない、その他のα-ヘリックス配列設計を作成し得るということが予想される。そのようなペプチドは全て、本発明の範囲内に含まれるよう意図されている。
【００８５】
b）β-シート構造の場合、β-シートは、配列内の交互に並ぶα-アミノ酸残基の側鎖をβ-シート構造の上または下に突き出す通常の形態を有し、この場合、β-シート内の隣接するペプチドβ鎖は、水素結合によって互いに結合している（図3）。対応して、β-シート構造内で、ペプチド配列内で交互に現れる疎水性残基は、β-シート構造内のβ鎖に疎水面を発生させ、したがって両親媒性β鎖構造を発生させると考えられる。表3は、20の天然のα-アミノ酸残基についての疎水性の規模を示している。交互に並んだ疎水性残基および親水性残基を有するペプチドの例として、SEQ ID NO：6（交互に並んだ疎水性残基、プロリン（P）およびフェニルアラニン（F）、ならびに親水性残基ヒスチジン（H）、アルギニン（R）、およびセリン（S）を含む、長さ9アミノ酸残基）；SEQ ID NO：7（交互に並んだ疎水性残基プロリン（P）およびフェニルアラニン（F）、ならびに親水性残基ヒスチジン（H）およびセリン（S）を含む、長さ9アミノ酸残基）；SEQ ID NO：8（交互に並んだ疎水性残基、プロリン（P）およびフェニルアラニン（F）、ならびに親水性残基アルギニン（R）およびセリン（S）を含む、長さ9アミノ酸残基）；SEQ ID NO：11（交互に並んだ疎水性残基、プロリン（P）およびフェニルアラニン（F）、ならびに親水性残基ヒスチジン（H）およびセリン（S）を含む、長さ9アミノ酸残基）；ならびにSEQ ID NO：12（交互に並んだ疎水性残基、プロリン（P）およびフェニルアラニン（F）、ならびに親水性残基ヒスチジン（H）およびセリン（S）を含む、長さ9アミノ酸残基）を有するペプチドを含む。
【００８６】
本明細書において用いられる場合、「β-シート構造」という用語は、実質的に平面の構造を与えるように分子内水素結合または分子間水素結合によって共結合した線状ペプチド部分を含むペプチド2次構造を指す。β-シート構造はまた、ラマチャンドランプロットによって定義されるもののような、ペプチド構造内に存在するペプチド結合周辺のある範囲の回転の角度によって定義されてもよい。β-シート構造は、水素結合によって共結合した残基の逆平行配列を与えるように折り畳みを受ける1つのペプチドから形成されてもよい。β-シート構造はまた、平行様式もしくは逆平行様式で整列され、かつ水素結合によって互いに相互作用する2つまたはそれより多くの別々の線状ペプチド分子から形成されてもよい。
【００８７】
c）所与のペプチド配列がα-ヘリックス構造またはβ-シート構造を取り入れる傾向は、個々の残基のα-ヘリックス指向性またはβ-シート指向性によって影響されるので、界面におけるペプチドの所望の規則正しい構造と一致するアミノ酸残基を選ぶべきである。アラニンおよびグルタミン酸などの、特定のアミノ酸残基は、α-ヘリックス構造内に存在することを好み、一方イソロイシンおよびメチオニンなどの、その他のアミノ酸残基は、β-シート構造内に存在することを好む（表3）。表3の右側の2つの列で0.8から1.0の間の中性値によって示されるような、アスパラギン酸などの、その他の残基は、どちらの構造に対しても強い好みを有さない。プロリンなどの、その他の残基は、α-ヘリックス構造またはβ-シート構造のどちらにも存在しないことを好み、および規則正しいペプチド2次構造の末端における2次構造「ブレーカー」としての役割を果たす。加えて、特定のアミノ酸残基が、α-ヘリックス構造かまたはβ-シート構造かのいずれかに存在するという好みは、ペプチド配列内のアミノ酸残基の位置によって影響される可能性がある（Cochran and Doig, 2001、Cochran et al., 2001、Cohen and Parry, 1990、Kohn et al., 1997a）。
【００８８】
d）それらが界面と相互作用するための疎水性部分を有し、または有するように誘導することができ、ペプチドのバルク溶液と相互作用するための親水性部分を有し、または有するように誘導することができ、および流体-流体界面での自己集合と同時に、隣接するペプチドと相互作用してネットワークを形成することができ、その上刺激によって、ペプチドの化学的および/または物理的特性を調節し得る場合、明確な2次構造を欠くペプチドも本発明において有用である可能性がある。明確な2次構造を欠き、または上のi）〜v）で議論されたものとは異なる構造を有する好適なペプチドは、スクリーニングおよび/または選択技術を用いて最初に同定される可能性が高い。
【００８９】
iii）界面のペプチド集合体におけるペプチドは、流体-流体界面で十分な濃度であり、および第1の条件下で、自己集合した力伝達ペプチドネットワークを作り出すのに十分な強度で、互いに相互作用することできる。
【００９０】
iv）自己集合した力伝達ペプチドネットワークにおけるペプチド間の相互作用は、ネットワークの弱化または散逸をもたらすような様式で、第2の条件下で調節することができる。
【００９１】
ペプチドネットワークにおけるペプチド間の相互作用の形成および調節に関する原理を、流体-流体界面でヘプタドを基にしたα-ヘリックス構造か、またはβ-シート構造かのいずれかを有するペプチドから形成されるペプチドネットワークを基にした例を用いて、ここで例示する。
【００９２】
繰り返し配列単位(abcdefg)を有する両親媒性α-ヘリックスペプチド配列の場合、隣接するペプチド分子上の残基eおよびgは、例えば、疎水性相互作用、水素結合相互作用、金属架橋相互作用、または反対に帯電した残基間の引力などの、ネットワークを安定化し得る分子間相互作用に加わる（図2、上の矢印、SEQ ID NO：3を有するペプチドの場合について例示した）。例として、SEQ ID NO：14を有するペプチドを、残基eおよびgが酸性残基グルタミン酸（E）である、(gabcdef)3に対応する繰り返しヘプタド(EISALEK)3を含むように設計した。グルタミン酸残基が界面で電荷を持たない好適に酸性の条件下で、グルタミン酸残基eおよびgは、水素結合だけでなくグルタミン酸側鎖内の疎水性メチレン基の間の相互作用も使って、分子間相互作用を促進すると期待される。さらに、グルタミン酸残基eおよびgは、ペプチド分子間の金属イオン架橋相互作用に加わることができる可能性がある。さらなる例として、SEQ ID NO：15を有するペプチドを、残基eおよびgが塩基性残基リジン（K）である、(gabcdef)3に対応する繰り返しヘプタド(KISALKE)3を含むように設計した。リジン残基が界面で電荷を持たない好適に塩基性の条件下で、リジン残基eおよびgは、水素結合だけでなくリジン側鎖内の疎水性メチレン基の間の相互作用も使って、分子間相互作用を促進すると期待される。さらに、リジン残基eおよびgは、ペプチド分子間の金属イオン架橋相互作用に加わることができる可能性がある。あるいは、隣接するペプチド分子上の残基eとgの間の分子間反発が、例えば静電反発によって、ネットワークを不安定化する可能性がある。例として、SEQ ID NO：14を有するペプチドを、残基eおよびgが酸性残基グルタミン酸（E）である、(gabcdef)3に対応する繰り返しヘプタド(EISALEK)3を含むように設計した。グルタミン酸残基が界面で負電荷を持つ好適に塩基性の条件下で、グルタミン酸残基eおよびgは、架橋する金属イオンがない時、分子間電荷-電荷反発に加わると期待される。さらなる例として、SEQ ID NO：15を有するペプチドを、残基eおよびgが塩基性残基リジン（K）である、(gabcdef)3に対応する繰り返しヘプタド(KISALKE)3を含むように設計した。リジン残基が界面で正電荷を持つ好適に酸性の条件下で、リジン残基eおよびgは、分子間電荷-電荷反発に加わると期待される。当業者は、これらのペプチドを含むネットワークの強度およびスイッチ可能性を操作するために、所与のペプチドまたは2つもしくはそれより多くのペプチドの組み合わせにおけるe残基とg残基の間の相互作用および/または反発を設計することができると考えられる。
【００９３】
加えて、これらの構造において、隣接するペプチド分子上の残基bおよびcは、例えば、疎水性相互作用、水素結合相互作用、金属架橋相互作用、または反対に帯電した残基間の引力などの、ネットワークを安定化し得る分子間相互作用に加わる（図2、下の矢印、SEQ ID NO：3を有するペプチドの場合について例示した）。例として、SEQ ID NO：9を有するペプチドを、自然界で公知の配列の修飾によって、残基bおよびcが酸性残基グルタミン酸（E）である繰り返しヘプタドを含むように設計した。グルタミン酸残基が界面で電荷を持たない好適に酸性の条件下で、グルタミン酸残基bおよびcは、水素結合だけでなくグルタミン酸側鎖内の疎水性メチレン基の間の相互作用も使って、分子間相互作用を促進すると期待される。さらに、グルタミン酸残基bおよびcは、ペプチド分子間の金属イオン架橋相互作用に加わることができる可能性がある。さらなる例として、SEQ ID NO：10を有するペプチドを、自然界で公知の配列の修飾によって、残基bおよびcが塩基性残基リジン（K）である繰り返しヘプタドを含むように設計した。リジン残基が界面で電荷を持たない好適に塩基性の条件下で、リジン残基bおよびcは、水素結合だけでなくリジン側鎖内の疎水性メチレン基の間の相互作用も使って、分子間相互作用を促進すると期待される。さらに、リジン残基bおよびcは、ペプチド分子間の金属イオン架橋相互作用に加わることができる可能性がある。あるいは、隣接するペプチド分子上の残基bとcの間の分子間反発が、例えば静電反発によって、ネットワークを不安定化する可能性がある。例として、SEQ ID NO：9を有するペプチドを、自然界で公知の配列の修飾によって、残基bおよびcが酸性残基グルタミン酸（E）である繰り返しヘプタドを含むように設計した。グルタミン酸残基が界面で負電荷を持つ好適に塩基性の条件下で、グルタミン酸残基bおよびcは、分子間電荷-電荷反発に加わると期待される。さらなる例として、SEQ ID NO：10を有するペプチドを、自然界で公知の配列の修飾によって、残基bおよびcが塩基性残基リジン（K）である繰り返しヘプタドを含むように設計した。リジン残基が界面で正電荷を持つ好適に酸性の条件下で、リジン残基bおよびcは、分子間電荷-電荷反発に加わると期待される。当業者は、これらのペプチドを含むネットワークの強度およびスイッチ可能性を操作するために、所与のペプチドまたは2つもしくはそれより多くのペプチドの組み合わせにおけるb残基とc残基の間の相互作用および/または反発を設計することができると考えられる。
【００９４】
上で記載された相互作用は、2つのN末端および2つのC末端が互いに隣接するようにペプチドが整列される場合に効果的であり得るものの、ペプチドネットワーク全体にわたって、例えば、ペプチドのN末端残基が隣接するペプチドの中央のまたはC末端の隣接するアミノ酸残基と相互作用し得るように、ペプチドを逆平行の方式で整列してもよく、または相殺してもよいということも予想される。ペプチドは、ネットワーク形成を可能にする隣接するペプチドとの十分な相互作用によって、整列した様式でまたは整列しない様式で、流体-流体界面で自己集合してもよい。
【００９５】
加えて、界面における規則正しい2次構造の安定化が、自己集合した力伝達ペプチドネットワークの強度を増大させ得るということが予想される。ペプチド配列内の帯電残基の相互作用の改変、ペプチド配列の長さの改変、またはペプチド配列内の疎水性残基および親水性残基のパターンの改変を含むが、これらに限定されない、様々な手段によって、α-ヘリックス構造またはβ-シート構造などの、規則正しい2次構造の安定性の調節を達成してもよい。
【００９６】
バルク溶液において、バルク溶液中のα-ヘリックス構造またはβ-シート構造は、ペプチド分子内もしくはペプチド分子間の電荷-電荷相互作用または電荷-電荷反発のパターンによって影響される（Vu et al., 2001、Bosshard et al., 2004、Kohn et al., 1997a、Kohn et al., 1995、Yu et al., 1996、Krylov et al., 1998、Marti and Bosshard, 2003、Kohn et al., 1997b、Huyghues Despointes and Baldwin, 1997、Jelesarov et al., 1998）。界面におけるペプチド2次構造の安定性は、バルク溶液中のペプチド2次構造の安定性と同様の様式で、配列電荷パターンによって影響を受けると考えられている。例えば、α-ヘリックス構造において、ペプチド配列内で3または4残基離れて生じる、繰り返しヘプタド配列のb、c、e、f、またはg位置に典型的に存在する残基などの、親水性残基は、α-ヘリックスの1つの面上に空間的に位置付けられると考えられ、および例えば、疎水性相互作用、水素結合相互作用、金属架橋相互作用、または反対に帯電した残基間の引力などの、α-ヘリックス構造を安定化する分子間相互作用に加わる可能性がある。例えば、f位置の残基は、α-ヘリックスの前の回転もしくは後ろの回転におけるbまたはc位置の残基との相互作用を安定化するのに加わり得る。例として、SEQ ID NO：4を有するペプチドを、自然界で公知の配列の修飾によって、3残基離れた間隔を空けたアスパラギン酸（D）残基およびグルタミン酸（E）残基（E-3とD-6、およびD-16とE-19）を、2つの部位で含むように設計した。アスパラギン酸残基およびグルタミン酸残基が界面で電荷を持たない好適に酸性の条件下で、対を成したアスパラギン酸およびグルタミン酸残基は、水素結合だけでなくアスパラギン酸およびグルタミン酸側鎖内の疎水性メチレン基の間の相互作用も介して、分子内相互作用を促進すると期待される。さらに、好適な条件下で、対を成したアスパラギン酸残基およびグルタミン酸残基は、ペプチド分子内の金属イオン架橋相互作用に加わることができる可能性がある。さらなる例として、SEQ ID NO：5を有するペプチドを、自然界で公知の配列の修飾によって、3または4残基離れた間隔を空けたヒスチジン（H）残基（H-9とH-13、およびH-17とH-20）を、2つの部位で含むように設計した。ヒスチジン残基が界面で電荷を持たない好適に塩基性の条件下で、対を成したヒスチジン残基は、水素結合だけでなくヒスチジン側鎖内の疎水基間の相互作用も介して、分子内相互作用を促進すると期待される。さらに、好適な条件下で、対を成したヒスチジン残基は、ペプチド分子内の金属イオン架橋相互作用に加わることができる可能性がある。さらなる例として、SEQ ID NO：13を有するペプチドを、自然界で公知の配列の修飾によって、3または4残基離れた間隔を空けたヒスチジン（H）残基（H-9とH-13、およびH-17とH-20）を、2つの部位で含むように設計した。ヒスチジン残基が界面で電荷を持たない好適に塩基性の条件下で、対を成したヒスチジン残基は、水素結合だけでなくヒスチジン側鎖内の疎水基間の相互作用も介して、分子内相互作用を促進すると期待される。さらに、好適な条件下で、対を成したヒスチジン残基は、ペプチド分子内の金属イオン架橋相互作用に加わることができる可能性がある。あるいは、ペプチド配列内で3または4残基離れて生じる親水性残基は、α-ヘリックスの1つの面上に空間的に位���付けられると考えられ、および例えば、静電反発などの、α-ヘリックス構造を不安定化する分子内相互作用に加わる可能性がある。流体-流体界面における規則正しい2次構造の不安定化は、界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークの強度の低下に寄与する可能性がある。例として、SEQ ID NO：2を有するペプチドを、自然界で公知の配列の修飾によって、3または4残基離れた間隔を空けたヒスチジン（H）残基およびアルギニン（R）残基（H-9とR-13、およびR-17とH-20）を、2つの部位で含むように設計した。ヒスチジン残基およびアルギニン残基の両方が界面で正の電荷を持つ好適に酸性の条件下で、対を成したヒスチジン残基およびアルギニン残基は、分子間電荷-電荷反発に加わると期待される。さらなる例として、SEQ ID NO：4を有するペプチドを、自然界で公知の配列の修飾によって、3残基離れた間隔を空けたアスパラギン酸（D）残基およびグルタミン酸（E）残基（E-3とD-6、およびD-16とE-19）を、2つの部位で含むように設計した。アスパラギン酸残基およびグルタミン酸残基が界面で負電荷を持つ好適に塩基性の条件下で、対を成したアスパラギン酸およびグルタミン酸残基は、分子間電荷-電荷反発に加わると期待される。さらなる例として、SEQ ID NO：5を有するペプチドを、自然界で公知の配列の修飾によって、3または4残基離れた間隔を空けたヒスチジン（H）残基（H-9とH-13、およびH-17とH-20）を、2つの部位で含むように設計した。ヒスチジン残基が界面で正電荷を持つ好適に酸性の条件下で、対を成したヒスチジン残基は、分子間電荷-電荷反発に加わると期待される。さらなる例として、SEQ ID NO：13を有するペプチドを、自然界で公知の配列の修飾によって、3または4残基離れた間隔を空けたヒスチジン（H）残基（H-9とH-13、およびH-17とH-20）を、2つの部位で含むように設計した。ヒスチジン残基が界面で正の電荷を持つ好適に酸性の条件下で、対を成したヒスチジン残基は、分子間電荷-電荷反発に加わると期待される。
【００９７】
さらに、バルク溶液において、バルク溶液中の規則正しいペプチド2次構造は、ペプチド配列の長さによって影響を受け（Fairman et al., 1995、De Crescenzo et al., 2003、Su et al., 1994、Litowski and Hodges, 2001、Wang et al., 2004）、規則正しい2次構造の安定性は、必ずという訳ではないが、通常はペプチド配列の長さおよびペプチドの濃度と共に増大する（Kwok and Hodges, 2004）。界面におけるペプチド2次構造の安定性は、バルク溶液中のペプチド2次構造の安定性と同様の様式で、配列長およびペプチドの界面余剰濃度によって影響を受けると考えられている。ある条件における良好な安定性、および第2の条件下における軽減した安定性に一致する配列長を有するように、ペプチドを選んでもよい。好ましくは、安定性と不安定性の間のバランスを有する準安定ペプチドを与えるように長さを選ぶ。例えば、ある態様、特にα-ヘリックスペプチドにおいて、ペプチドは、長さ17〜25残基の間、とりわけ長さ18〜24残基の間、長さ19〜23残基の間、長さ20〜22残基の間、よりとりわけ長さ21残基である。
【００９８】
また、親水性残基および疎水性残基のバランスを調節することによって、界面における、α-ヘリックス構造などの、規則正しい2次構造の安定性の調節を達成してもよい。例えば、通常疎水性残基で占められているヘプタド繰り返しのaまたはd位置にイオン化可能な残基が配置されているペプチドを設計することが可能である。この残基が界面で帯電しないpHの条件下で、それは疎水性残基として機能する可能性がある。しかしながら、この残基が界面で電荷を持つpHの条件下では、界面に対するペプチド親和性が低下し、ネットワークの弱化または散逸をもたらす可能性がある。あるいは、この残基が界面で電荷を持つpHの条件下では、界面におけるペプチドの規則正しい構造が混乱し、ネットワークの弱化または散逸をもたらす可能性がある。
【００９９】
流体-流体界面で個々のペプチドβ鎖を含むβ-シート構造において、空間的に隣接するペプチド分子間の相互作用は、水相の中に突き出しているアミノ酸残基の側鎖（図3、Reven側鎖）の間の相互作用によって、例えば、疎水性相互作用、水素結合相互作用、金属架橋相互作用、または反対に帯電した残基間の引力によって、強化される可能性がある。このことを、各々ヒスチジン残基を含むように設計されたSEQ ID NO：6、SEQ ID NO：7、SEQ ID NO：11、およびSEQ ID NO：12を有するペプチドによって例示する。ヒスチジン残基が界面で電荷を持たない好適に塩基性の条件下で、界面における空間的に隣接するペプチド分子上のヒスチジン残基は、水素結合だけでなくヒスチジン側鎖内の疎水基間の相互作用も介して、分子間相互作用を促進すると期待される。さらに、対を成したヒスチジン残基は、ペプチド分子内の金属イオン架橋相互作用に加わることができる可能性がある。別の例として、各々セリン残基を含むように設計されたSEQ ID NO：6、SEQ ID NO：7、SEQ ID NO：8、SEQ ID NO：11、およびSEQ ID NO：12を有するペプチドが含まれる。界面における空間的に隣接するペプチド分子上のセリン残基は、水素結合だけでなくセリン側鎖内の疎水基間の相互作用も介して、分子間相互作用を促進すると期待される。加えて、流体-流体界面で個々のペプチドβ鎖を含むβ-シート構造において、水相の中に突き出しているアミノ酸残基の側鎖（図3、Reven側鎖）の間の、例えば静電反発などの、反発が、空間的に隣接するペプチド分子間に発生する可能性がある。例えば、SEQ ID NO：6、SEQ ID NO：7、SEQ ID NO：11、およびSEQ ID NO：12を有するペプチドを、ヒスチジン残基を含むように設計した。ヒスチジン残基が界面で正電荷を持つ好適に酸性の条件下で、界面における空間的に隣接したペプチド分子上のヒスチジン残基は、分子間電荷-電荷反発に加わると期待される。さらなる例として、SEQ ID NO：6およびSEQ ID NO：8を有するペプチドを、アルギニン残基を含むように設計した。アルギニン残基が界面で正電荷を持つ好適に酸性の条件下で、界面における空間的に隣接したペプチド分子上のアルギニン残基は、分子間電荷-電荷反発に加わると期待される。特に、β-シート構造内の隣接するペプチド鎖が水素結合を介して互いに相互作用し、粘着性のある構造を形成するβ-シート構造の場合、静電反発などの、反発が、流体-流体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークの強度を調節する際に重要であることが予想される。
【０１００】
加えて、流体-流体界面で個々のペプチドβ鎖を含むβ-シート構造において、個々のペプチド分子の2次構造の安定性は、1つのペプチド分子内の、水相の中に突き出している空間的に隣接するアミノ酸残基の側鎖（図3、Reven側鎖、例えばR2とR4、R4とR6、またはR6とR8）の間の分子内相互作用によって、例えば、疎水性相互作用、水素結合相互作用、金属架橋相互作用、または反対に帯電した残基間の引力によって、増大する可能性がある。特に、β-シート構造内の隣接するペプチド鎖が水素結合を介して互いに相互作用し、粘着性のある構造を形成するβ-シート構造の場合、界面における規則正しい2次構造の安定化は、自己集合した力伝達ペプチドネットワークの強度を増大させる可能性があるということが予想される。例として、SEQ ID NO：11を有するペプチドを、β鎖構造内の空間的に隣接するヒスチジン（H）残基を含むように設計した。ヒスチジン残基が界面で電荷を持たない好適に塩基性の条件下で、界面におけるペプチド分子内の対を成したヒスチジン残基は、水素結合だけでなくセリン側鎖内の疎水基間の相互作用も介して、ペプチドの2次構造を安定化する可能性がある。さらに、対を成したヒスチジン残基は、ペプチド分子内の金属イオン架橋相互作用に加わることができる可能性がある。加えて、流体-流体界面で個々のペプチドβ鎖を含むβ-シート構造において、水相の中に突き出しているアミノ酸残基の側鎖の間の、例えば静電反発などの、反発が、1つのペプチド分子内に発生する可能性がある（図3、Reven側鎖、例えばR2とR4、R4とR6、またはR6とR8）。例として、SEQ ID NO：11を有するペプチドを、β鎖構造内の空間的に隣接するヒスチジン（H）残基を含むように設計した。ヒスチジン残基が界面で正の電荷を持つ好適に酸性の条件下で、界面における1つのペプチド分子内の対を成したヒスチジン残基は、分子間電荷-電荷反発に加わり、したがってβ鎖構造を不安定化すると期待される。さらなる例として、SEQ ID NO：6を有するペプチドを、空間的に隣接するヒスチジン（H）残基およびアルギニン（R）残基を含むように設計した。ヒスチジン残基およびアルギニン残基の両方が界面で正電荷を持つ好適に酸性の条件下で、界面における1つのペプチド分子内の対を成したヒスチジン残基およびアルギニン残基は、分子間電荷-電荷反発に加わり、したがってβ鎖構造を不安定化すると期待される。特に、β-シート構造内の隣接するペプチド鎖が水素結合を介して互いに相互作用し、粘着性のある構造を形成するβ-シート構造の場合、静電反発などの、反発が、流体-流体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークの強度を調節する際に重要であることが予想される。
【０１０１】
また、親水性残基および疎水性残基のバランスを調節することによって、界面における、β-シート構造などの、規則正しい2次構造の安定性の調節を達成してもよい。例えば、通常は疎水相と相互作用すると考えられるβ-シートを形成するペプチドの位置にイオン化可能な残基が配置されているペプチドを設計することが可能である（例えば、Rodd（すなわち、R1、R3、R5、およびR7）、図3）。この残基が界面で帯電しないpHの条件下で、それは疎水性残基として機能する可能性がある。この残基が界面で電荷を持つpHの条件下では、界面に対するペプチド親和性は低下し、ネットワークの弱化または散逸をもたらす可能性がある。あるいは、この残基が界面で電荷を持つpHの条件下では、界面におけるペプチドの規則正しい構造が混乱し、ネットワークの弱化または散逸をもたらす可能性がある。
【０１０２】
本明細書において用いられる場合、「2次構造」という用語は、ペプチド中のアミノ酸残基によって取り入れられる立体配座を指す。「規則正しい2次構造」とは、アミノ酸残基が、例えば、ラマチャンドランプロットによって定義されるものなどの、ペプチド構造周辺の明確な範囲の回転の角度によって示されるような、規則的な立体配座を取り入れる構造のことである。規則正しい2次構造を有するペプチドの例として、α-ヘリックス構造を有するペプチド、またはβ-シート構造の一部もしくは全部を形成するペプチドが含まれる。規則正しい2次構造を欠くペプチドは、ランダムな立体配座を取り入れるアミノ酸を有する。
【０１０３】
好ましい態様において、自己集合した力伝達ペプチドネットワークに加わることができるペプチドは、流体-流体界面における吸着を可能にする両親媒性構造を有し、ならびにある組の条件下で隣接するペプチドと相互作用することができ、および別の組の条件下で隣接するペプチドと相互作用することができず、または反発する側鎖を有する。好都合なことに、自己集合した力伝達ペプチドネットワークに加わることができるペプチドは、これによって、界面との相互作用を可能にするためのアミノ酸残基のより予測可能な設計および配置、ならびにネットワーク内の隣接するペプチド間の相互作用またはネットワークに加わるペプチド内の分子内相互作用の操作が可能になるような、α-ヘリックス構造またはβ-シート構造などの、規則正しい2次構造を有する。
【０１０４】
ペプチドネットワークにおけるペプチドには、天然または非天然のアミノ酸が含まれてもよく、ならびにα-アミノ酸およびβ-アミノ酸が含まれてもよい。アミノ酸はまた、D-立体配座またはL-立体配座を有してもよい。ある態様において、ペプチドのアミノ酸は、天然のL-α-アミノ酸である。
【０１０５】
ある態様において、ペプチドは、長さ約2〜約80アミノ酸残基、通常は長さ約5〜約60アミノ酸残基、より通常は長さ約10〜約40アミノ酸残基である。ペプチドの実例となる例は、10〜39、10〜38、10〜37、10〜36、10〜35、15〜34、15〜33、15〜32、15〜31、15〜30、または20〜30アミノ酸残基を有する。
【０１０６】
ペプチドネットワークを、同じアミノ酸配列を有するペプチド、または1つより多くの異なるアミノ酸配列を有するペプチドの混合物から形成してもよい。ある態様において、ネットワークを形成するペプチドは同じアミノ酸配列を有し、およびしたがって「均一なペプチドネットワーク」を形成する。その他の態様において、2つまたはそれより多くの異なるペプチドは、「不均一なペプチドネットワーク」を形成する。
【０１０７】
界面特徴を調節する方法
ある局面において、本発明は、流体-流体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークの界面特徴を調節する方法を提供する。これらの方法は通常、自己集合した力伝達ペプチドネットワークに加わることができるペプチドを、それがその他のペプチドと相互作用してペプチドネットワークを形成する前または後に、ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激に接触させる工程を含む。
【０１０８】
自己集合した力伝達ペプチドネットワークは、界面応力がネットワークに適用された時に、力の伝達が可能になるのに十分な強度で互いに相互作用する複数のペプチドを含む集合体である。バルク溶液中のペプチドが流体-流体界面に対する親和性を有し、およびしたがって界面に移動し、隣接するペプチドがネットワークを形成するのに十分な強度で相互作用するのを可能にするのに十分なペプチドの界面濃度を与える場合、ペプチドネットワークは自己集合によって形成される。ある態様において、ペプチドは、流体-流体界面の少なくとも10％、とりわけ流体-流体界面の少なくとも20％およびよりとりわけ流体-流体界面の少なくとも25％を覆う。好ましい態様において、ペプチドは、流体-流体界面の少なくとも40％、とりわけ流体-流体界面の少なくとも50％または60％、およびよりとりわけ流体-流体界面の少なくとも80％を覆う。ある態様において、流体-流体界面におけるペプチド被覆は、Γmaxと称される濃度であり、ここで、Γmaxは飽和時の界面の面積当たりのペプチドの質量であり、およびしたがって所与の集合体におけるペプチドの最大積載量である。ある態様において、ペプチド被覆は、Γmaxの10％を上回り、とりわけΓmaxの25％を上回り、よりとりわけΓmaxの50％を上回る。
【０１０９】
ペプチドネットワークにおけるペプチドは、流体-流体界面に対する親和性およびその他のペプチドと相互作用する能力を有する任意のペプチドであってもよい。好ましいペプチドは、界面に引き付けられる疎水性領域および親水相に引き付けられる親水性領域を有する；両領域とも、所与の集合体におけるペプチドの物理的および化学的状態によって、その他のペプチドとの会合または相互作用を形成することができる。あるいは、ペプチドは、水和、疎水性相互作用、イオンの排除による浸透圧の引力ポテンシャル、表面電荷相互作用、または金属イオンもしくはペプチドネットワークの化合物に相補的な電荷を持つ有機分子などの非ペプチド種による架橋などの短距離の溶媒和力によって相互作用してもよい。ペプチドは、ヘリックス立体配座、β-シート立体配座、ランダムな立体配座、またはその混合物を有してもよい。ある態様において、ペプチドは、ヘリックス立体配座またはβ-シートなどの規則正しい構造を有し、およびそれらは界面で自己集合した、秩序を有する集合体になる。
【０１１０】
ペプチドは、好ましくは、例えば、水素結合、イオン対相互作用、および金属イオン架橋によって、例えば、親水性領域、疎水性領域、別のペプチドと相互作用することができる側鎖官能基を有するアミノ酸残基などの、その他のペプチドと相互作用することができる多数の領域を有する。例えば、水素結合、イオン対相互作用、疎水性相互作用およびその他の溶媒和相互作用、双極子相互作用、塩橋形成、または共有結合架橋結合に関与することができるアミノ酸残基。水素結合に加わることができるアミノ酸残基には、アミノ官能基、ヒドロキシ官能基、カルボキシ官能基、またはチオール官能基を有するものが含まれる。イオン対相互作用に加わることができるアミノ酸残基には、例えば、カルボン酸、イミダゾール、アミノ基、チオール基、ヒドロキシ基、およびグアニジノ基などの、適切なpHで電荷を帯びた官能基を有するものが含まれる。疎水性相互作用に加わることができるアミノ酸残基は、疎水性側鎖を有し、ならびにアラニン、イソロイシン、ロイシン、フェニルアラニン、トリプトファン、チロシン、およびバリンなどのアミノ酸残基を含み、またはリジン残基、アルギニン残基、グルタミン酸残基、グリシン残基、またはアスパラギン酸残基のメチレン基などの、それらの側鎖に疎水性領域を有してもよい。双極子相互作用に加わることができるアミノ酸残基には、グアニジノ基、カルボキシ基、アミド基、アミノ基、チオール基、およびヒドロキシ基などの極性官能基を有するものが含まれる。共有結合架橋結合を形成することができるアミノ酸残基は、例えばシステイン残基から形成されるジスルフィド結合などの、共有結合架橋結合を形成することができるものである。
【０１１１】
ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激は、ペプチドネットワーク内のペプチドが互いに相互作用する能力を変化させ、またはペプチドの立体配座もしくはネットワーク内のペプチドの空間的配置を安定化もしくは不安定化させ、またはペプチドの流体-流体界面に対する親和性を増大もしくは低下させ、またはネットワーク形成速度を増大もしくは低下させる任意の刺激であることができる。刺激はネットワーク内のペプチド間の引力相互作用を強化し、またはネットワーク内のペプチド間の引力相互作用を弱化してもよい。場合によっては、刺激がネットワーク内のペプチド間の引力相互作用を廃絶し、したがって刺激への曝露によってペプチドネットワーク内の分子間ペプチド相互作用が散逸し、または顕著な力を伝達することができないペプチド集合体を形成してもよい。
【０１１２】
ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激は、ペプチド上の置換基の空間的配置を変化させてもよい。例えば、金属イオンの導入は、2つの負に帯電したアミノ酸残基、またはペプチド内に負の双極子を有する2つのアミノ酸残基の間の金属イオン架橋の形成を引き起こし、α-ヘリックスペプチド立体配座などのペプチド立体配座の安定化を引き起こしてもよい。ペプチド内のα-ヘリックス立体配座、またはβ-シート立体配座の安定化は、より規則正しいペプチドネットワークが形成されるのを可能にし、ペプチド間のより強くまたはより緊密な相互作用を結果的にもたらしてもよい。あるいは、金属イオンは、アミノ酸残基がペプチドネットワーク内の異なるペプチド上にある、2つの負に帯電したアミノ酸残基、または負の双極子を有する2つのアミノ酸残基の間の金属イオン架橋の形成を引き起こしてもよい。ペプチドネットワーク内の異なるペプチド間で形成された金属イオン架橋は、ペプチドネットワークを強化し、より高い弾性モジュールを有するより強いペプチドネットワークを形成する。好適な金属イオンには、ペプチド内の架橋もしくは異なるペプチド分子間の架橋を形成することができる任意の金属イオンまたは金属イオンの組み合わせが含まれる。好適な金属イオンの実例となる例として、マグネシウムイオンおよびカルシウムイオン、チタンイオン、バナジウムイオン、クロミウムイオン、マンガンイオン、鉄イオン、コバルトイオン、ニッケルイオン、銅イオン、亜鉛イオン、およびモリブデンイオンなどの遷移金属イオン、ならびにランタンイオン、セリウムイオン、プラセオジムイオン、ネオジムイオン、プロメチウムイオン、サマリウムイオン、ユーロピウムイオン、ガドリニウムイオン、テルビウムイオン、ジスプロシウムイオン、ホルミウムイオン、エルビウムイオン、ツリウムイオン、イッテルビウムイオン、およびルテチウムイオンなどのランタニドイオンが含まれるが、これらに限定されない。場合によっては、金属の酸化状態の変化によって、金属イオン含有ペプチドネットワークの力の伝達が変化してもよい。
【０１１３】
逆に、金属イオンキレート剤の添加は、バルクペプチド溶液中の金属イオンを結合し、およびペプチド内もしくはペプチドネットワークにおけるペプチド間で形成する金属イオン架橋を妨害し、またはペプチド内もしくはペプチドネットワークにおけるペプチド間の金属イオン架橋から金属イオンを除去する可能性がある。それゆえ、金属イオンキレート剤は、ペプチド立体配座を不安定化しおよび/またはペプチド間相互作用を低下させることによって、ペプチド間の相互作用を弱化する可能性がある。金属イオンキレート剤は、ペプチドネットワークを形成するバルク溶液または分散中に存在する外来の金属イオンを捕捉する可能性がある。あるいは、金属イオンキレート剤は、ペプチドとの相互作用またはペプチドネットワークのペプチド間の相互作用を強化するためにそれまでに添加された金属イオンを捕捉する可能性がある。好適な金属イオンキレート剤は、ペプチドネットワークを形成するバルクペプチド溶液中で可溶性であるものであり、および/または特定の金属イオンに結合する適性もしくは能力について選択されてもよい。例えば、好適なキレート剤には、エチレンジアミン、エチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、エチレンジアミンテトラ酢酸（EDTA）、アミノエタノールアミン、エチレングリコールビス(2-アミノエチルエーテル)-N,N,N'N'-テトラ酢酸（EGTA）、トリス(2-イミダゾリル)カルビノール、トリス[4(5)-イミダゾリル]カルビノール、ビス[4(5)-イミダゾリル]グリコール酸、オキサロ酢酸、クエン酸、グリシンまたはその他のアミノ酸、サリチレート、大環状エーテル、多座配位シッフ塩基、アセチルアセトン、ビス(アセチルアセトン)エチレンジアミン、2-ニトロソ-1-ナフトール、3-メトキシル-2-ニトロソフェノール、シクロヘキサントリオントリオキシム、ジエチレントリアミンペンタ酢酸（DTPA）、N-(ヒドロキシエチル)エチレンジアミントリ酢酸（HEDTA）、トリポリリン酸イオン、ニトリロトリ酢酸、ジメチルグリオキシム、ジメルカプロール、デフェロキサミンが含まれるが、これらに限定されない。
【０１１４】
加えて、一緒に金属イオンが不溶性の塩を形成するイオンの添加によって、金属イオンをペプチドとの相互作用から除去してもよい。好適なイオンには、リン酸イオン、ホウ酸イオン、硫化物イオン、ヒ酸イオン、および塩化物イオンが含まれるが、これらに限定されない。加えて、場合によっては、pHの増大により、金属イオンを水酸化物として沈殿してもよい。効果は、沈殿による金属イオンの除去である。
【０１１５】
加えて、金属イオンを結合することができる、樹脂などの、固形物質の添加によって、金属イオンをペプチドとの相互作用から除去してもよい。
【０１１６】
代わりの態様において、金属イオンの結合は、すぐ近くの正電荷と相互作用し得る局所的な正電荷を生み出し、またはそれまでに規則正しい立体配座を安定化していた負電荷を中和させ、またはペプチド上の平均の正電荷をゼロから顕著に逸脱させ、電荷-電荷反発を発生させてもよい。これらの場合、金属イオンの結合は、ペプチドネットワークを不安定化し、ネットワークの弱化または散逸を引き起こし、およびキレート剤の添加は、不安定化を引き起こし得る外来の金属イオンを捕捉することによって、ペプチドネットワークを安定化してもよい。
【０１１７】
ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激は、ペプチド上の置換基の電荷を変化させてもよい。同様の電荷を有する2つの置換分が緊密に空間的に近接している場合、2つの置換分は互いに反発し、およびペプチドの立体配座またはペプチド間の相互作用を不安定化すると考えられる。例えば、基のイオン化定数に応じた塩基性pHでは、アミノ基、グアニジノ基、またはイミダゾール基は、電荷を有しないと考えられるが、基のイオン化定数に応じた好適に酸性pHでは、そのような基はプロトンを受け入れ、および帯電するようになると考えられる。例えば、高いpHでは、ヒスチジンのイミダゾール基は帯電しないが、低いpHでは、イミダゾール基は帯電する。2つのイミダゾール基が酸性pHで、ペプチド内で緊密に空間的に近接している場合、それらの基は互いに反発し、および両方の基が帯電するpHでペプチドの立体配座を不安定化すると考えられる。そのような基がペプチドネットワーク内で緊密に空間的に近接している場合、ペプチドネットワーク内のペプチドは互いに反発し、および両方の基が帯電するpHでペプチドネットワークを不安定化すると考えられる。そのような不安定化は、電荷反発が生じないpHで形成されるペプチドネットワークにおけるペプチドの相互作用を弱化してもよく、または全ての相互作用を廃絶し、ペプチドネットワークの散逸および力を伝達しないペプチド集合体の形成を結果的にもたらすに足るほど顕著であってもよい。好適に塩基性のpHで電荷反発を有する基があるペプチドによって、同様の電荷反発を導入することができる。
【０１１８】
加えて、油-水界面または空気-水界面における吸着の結果として、酸性基または塩基性基のイオン化定数が変化してもよい（Ariga et al., 2005およびそこにおける参照）。油-水界面または空気-水界面における酸性基または塩基性基のイオン化定数はまた、水性溶液のイオン強度によって影響を受け得る。一般に、油-水界面または空気-水界面における酸性基または塩基性基のイオン化定数は、界面での電気的中性に有利に働く方向に変化する。例えば、空間的に隣接する正電荷の存在下では、酸性基は、バルク溶液中よりも低いpHにおいて油-水界面または空気-水界面で解離する、すなわち、H+イオンを失う可能性が高い。同様に、空間的に隣接する負電荷の存在下では、酸性基は、バルク溶液中よりも高いpHにおいて油-水界面または空気-水界面で解離する、すなわち、H+イオンを失う可能性が高い。空気の誘電定数は油のそれよりも低いので、油-水界面でよりもより大きい電荷が空気-水界面で期待され得る。一般原理として、界面におけるネットワーク形成速度に対するpH効果はバルク溶液中に存在する酸イオン化定数を反映し、一方、界面におけるネットワーク形成の最終的な強度に対するpH効果は界面に存在する酸イオン化定数を反映するということが期待される。
【０１１９】
フォームまたはエマルジョンの安定化の文脈において、個々の気体泡または油滴間の静電反発を促進し、したがって相の合一を阻害する手助けをすることが、界面のペプチドネットワークにとって都合が良い可能性がある。同時に、ペプチド分子当たりの正味の平均電荷が、ペプチド分子間の反発によるペプチドネットワークの散逸を引き起こすのに十分であってはならないということが理解される。
【０１２０】
流体-流体界面における電荷があるペプチドネットワークのスイッチングに関して、所望の時間枠でのペプチドネットワークのスイッチングを容易にするために、界面のそれとは反対の電荷を有する刺激を利用することが望ましい場合がある。例えば、SEQ ID NO：2を有するペプチドおよびZn(II)イオンによって安定化された酸誘導性の水中油型エマルジョンの合一は、HClの添加によって測定可能な程度まで進行しないが、H2SO4の添加によって数秒以内で進行することが見出された。理論に束縛されることを望まないが、この違いは、界面上の電荷との相互作用における、各々の場合でのH+を受け渡す種上の電荷の違いの結果として生じるということが提案される。具体的に、H2SO4添加によって、ネットワーク散逸をもたらす、界面のネットワークへのH+の受け渡しが、主にHSO4-イオンを介して生じるということが提案される。この負に帯電した種は、SEQ ID NO：2を有するペプチドおよびZn(II)イオンを含むネットワークに存在すると期待され得るような、正に帯電した界面に接近する時に、静電反発を受けないと考えられる。対照的に、HClの場合、H+の受け渡しはH3O+イオンを介して生じると期待される。この正に帯電した種は、正に帯電した界面のネットワークとの反応に対する静電障壁を受けるはずである。この場合、酸スイッチングのための多塩基酸の使用は、負に帯電した種によるペプチドネットワークに対するH+の受け渡しを可能にし、したがって界面における静電反発の効果を克服する。好適な多塩基酸の選択は、多塩基酸の酸解離定数および実験の所望のpHによって決定されると考えられる。同様に、H+の除去によって負に帯電した流体-流体界面におけるペプチドネットワークをスイッチすることが望ましい場合、正に帯電した種によるペプチドネットワークからのH+の除去を可能にし、したがって界面における静電反発の効果を克服するために、スペルミンまたはポリエチレンイミンなどの、多塩基種を使用することが望ましいことがある。同様に、キレート剤の添加によるペプチドネットワークのスイッチングの文脈において、界面の電荷とは反対の電荷を有するキレート剤を選ぶ必要がある場合がある。例えば、負に帯電したキレート剤EDTAの使用は、界面が正の電荷を帯びると期待される、SEQ ID NO：2を有するペプチドおよびZn(II)イオンを含むエマルジョンのスイッチングに効果的であった。しかしながら、EDTAは、界面が負電荷を持ち得る、SEQ ID NO：4を有するペプチドおよびLa(III)イオンを含むエマルジョンをスイッチしなかった。加えて、ペプチドネットワークを含む界面上の電荷は、同様の組成のバルク水溶液と接触した空気-水界面と油-水界面の間で異なる可能性がある。例えば、SEQ ID NO：2を有するペプチドおよびZn(II)イオンを含むフォームはHClを用いてスイッチすることができ、一方、SEQ ID NO：2を有するペプチドおよびZn(II)イオンを同様の濃度で含むエマルジョンはHClを用いてスイッチすることができないが、H2SO4、クエン酸、またはH3PO4などの多塩基酸の使用を要求する。観察されたフォームとエマルジョンの間の違いは、油-水界面と比較して空気-水界面における電気的中性に対するより大きい傾向と一致する。加えて、HO-イオンおよび/またはH3O+イオンを含む、特定のイオンが空気-水界面および油-水界面で吸着する���向は（Mucha et al., 2005およびそこにおける参照）、界面で吸着したペプチド分子からの界面電荷への寄与に加えて、界面に存在する全体の電荷に寄与する可能性がある。
【０１２１】
酸性基または塩基性基のイオン化定数はまた、金属イオンの結合の結果として、変化してもよい。
【０１２２】
好適な酸および塩基は、ペプチドネットワークを形成するペプチド溶液中で可溶性であり、およびペプチドネットワークを形成するペプチド溶液のpHを変化させるものである。酸および塩基は、無機または有機であってもよい。好適な無機酸の実例となる例として、塩酸、フッ酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硝酸、硫酸、およびリン酸が含まれるが、これらに限定されない。好適な有機酸の実例となる例として、酢酸、ギ酸、プロピオン酸、酪酸、安息香酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、マレイン酸、ヒドロキシマレイン酸、フマル酸、乳酸、粘液酸、グルコン酸、シュウ酸、フェニル酢酸、メタンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、サリチル酸、スルファニル酸、アスコルビン酸および吉草酸、コハク酸、グルタル酸、ならびにアジピン酸が含まれるが、これらに限定されない。好適な塩基の実例となる例として、アンモニア、有機アミン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、重炭酸マグネシウム、および重炭酸カルシウムが含まれるが、これらに限定されない。
【０１２３】
刺激は、塩化グアニジンもしくは尿素などのカオトロピック剤であってもよく、または高い温度であってもよい。カオトロピック剤または高い温度を、ペプチドの2次構造を混乱させるために用いてもよい。ペプチドの2次構造の混乱は、α-ヘリックス構造またはβ-シート構造などの、規則正しい構造の損失をもたらし、および規則正しい2次構造の損失の結果として、ペプチドがその他のペプチドと相互作用を形成する能力を低下させ、またはペプチドの流体-流体界面に対する親和性を低下させる可能性がある。ペプチド2次構造を混乱させるのに好適な温度には、40℃を超える温度、例えば、40℃〜100℃、40℃〜80℃、40℃〜60℃、または40℃〜50℃の間の温度が含まれる。加えて、カオトロピック剤の存在は、水素結合または電荷-電荷相互作用などの、ペプチドの結合相互作用に代わりの相互作用相手を提供することによって、流体-流体界面で吸着したペプチド分子間の分子間相互作用を弱化させる可能性がある。加えて、カオトロピック剤の存在は、バルク相における水の構造形成を変化させ、したがって流体-流体界面でのペプチド吸着に対する疎水性の原動力を軽減することによって、ペプチドの流体-流体界面に対する親和性を低下させる可能性がある。
【０１２４】
ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激はまた、塩であってもよい。溶液への塩の添加は、溶液のイオン強度を変え、およびそれによってペプチド内もしくはペプチド間のイオン対相互作用もしくは双極子-双極子相互作用などのイオン相互作用を変化または混乱させると考えられる。添加された塩のアニオンはまた、金属イオンの配位圏における非ペプチド要素を変化させることによって、ペプチドとの金属イオン複合体を安定化させる役割を果たし得る、溶液中に存在する金属イオンに対する配位子としての役割を果たす可能性がある。あるいは、塩の添加によって、塩のアニオンに金属配位圏からペプチドを移動させる可能性がある。使用し得る好適な塩は、ペプチドネットワークを形成するバルクペプチド溶液中で可溶性の任意の塩である。例えば、好適な塩には、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、硫酸ナトリウム、および硫酸カリウムが含まれるが、これらに限定されない。
【０１２５】
ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激はまた、添加された金属イオンに結合する、キレート剤以外の、分子であってもよい。非キレート金属配位子の添加は、金属イオンの配位圏における非ペプチド要素を変化させることによって、ペプチドとの金属イオン複合体を安定化させる役割を果たす可能性がある。あるいは、別の条件下で、非キレート金属配位子の添加によって、非キレート金属配位子に金属配位圏からペプチドを移動させる可能性がある。好適な分子は、ペプチドネットワークを形成するバルクペプチド溶液中で可溶性の単座配位子であることができる任意の分子である。例えば、好適な配位子には、イミダゾールおよび置換イミダゾール、チオールおよびチオラートアニオン、チオエーテル、チアゾールおよび置換チアゾール、アンモニアおよび有機アミン、フェノールおよび置換フェノール、ピロールおよび置換ピロール、ピリジンおよび置換ピリジン、カルボン酸、トリフェニルホスフィン、シアン化物、シアネート、ならびにチオシアネートが含まれるが、これらに限定されない。好適な置換分には、金属イオン結合能を有さないものが含まれる。例えば、好適な置換分には、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、およびアリール基、特に、C1〜6アルキル基、C2〜6アルケニル基、C2〜6アルキニル基、C3〜6シクロアルキル基、およびC6〜10アリール基が含まれる。
【０１２６】
ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激は、ペプチド中の帯電残基と相互作用し、およびそれによって、金属イオン架橋、イオンの引力相互作用、またはイオンの反発相互作用を変化させることができる、有機対イオンまたは無機対イオンであってもよい。好適な対イオンには、スペルミン、クエン酸、リンゴ酸、オキサロ酢酸、ポリエチレンイミン、リン酸、およびホウ酸が含まれるが、これらに限定されない。好適な対イオンにはまた、界面活性剤などの、界面で結合する帯電した両親媒性種が含まれてもよい。1つの例は、負に帯電した界面活性剤、ドデシル硫酸ナトリウムである（実施例57）。その他の正または負に帯電した界面活性剤もまた、好適な対イオンであり得る。
【０１２７】
ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激は、酸化剤または還元剤であってもよい。酸化剤の添加は、酸化を受け易いアミノ酸側鎖の酸化を結果的にもたらすと考えられる。例えば、セリン残基のヒドロキシ基は酸化されてアルデヒド基またはカルボン酸基に、およびスレオニン残基のヒドロキシ基は酸化されてカルボニル基になる可能性がある。そのような酸化は、ヒドロキシ基が加わっていた水素結合を破壊し、カルボニル基と新しい水素結合を形成させ、またはイオン化されて帯電した残基を形成し得るカルボキシル基を提供することによって、ペプチド内で生じ得る相互作用を変化させると考えられる。酸化基の添加はまた、ペプチド内またはペプチドネットワーク内の2つの空間的に隣接するシステイン残基の間のジスルフィド結合の形成を結果的にもたらす可能性がある。同様に、還元剤の添加は、還元を受け易いアミノ酸側鎖の還元を結果的にもたらすと考えられる。例えば、アスパラギン酸側鎖またはグルタミン酸側鎖上に存在するカルボン酸は、還元されてアルデヒドまたは1級アルコールになる可能性がある。それまでに酸化されていたアミノ酸残基上に存在するカルボン酸基、アルデヒド基、またはカルボニル基も、還元剤の存在下で還元されて1級または2級アルコールになる可能性がある。さらに、ペプチド内またはペプチド間のシステイン残基の間のジルルフィド結合は、還元剤の存在下で還元されて遊離のチオール基になる可能性がある。好適な酸化剤の実例となる例として、ヒドロキシエチルジスルフィド、酸素、アルカリ性過マンガン酸カリウム、四酸化オスミウム、過酸化安息香酸、メタ過ヨウ素酸ナトリウム、およびデスマーチン試薬が含まれるが、これらに限定されない。好適な酸化剤の実例となる例として、H2、ジチオスレイトール、およびβ-メルカプトエタノールが含まれるが、これらに限定されない。
【０１２８】
本発明の1つの局面においては、流体-流体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークの、力の伝達などの、界面特徴を調節する方法であって、以下の工程を含む方法が提供される：
i）1回目に、自己集合した力伝達ペプチドネットワークに加わることができるペプチドを、それがその他のペプチドと相互作用してペプチドネットワークを形成する前または後のいずれかに、ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第1の刺激に曝露させる工程；ならびに
ii）2回目に、ペプチドを、第1の刺激への曝露によって取り入れられたペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第2の刺激に曝露させる工程。  
【０１２９】
本発明のこの局面は、1回目での1組目の条件におけるペプチドネットワークの形成、および2回目での2組目の条件におけるペプチドネットワークの弱化または混乱を可能にする。あるいは、1組目の条件によって1回目にその形成を妨害し、その後2組目の条件下で2回目にペプチドネットワークを形成するのを可能にすることよってペプチドネットワークの形成を遅延させる可能性がある。ある態様においては、本法を、予測可能な様式でのエマルジョンもしくはフォームの形成および散逸、または所望の時間までのフォームもしくはエマルジョンの形成の遅延に用いる。
【０１３０】
ケンブリッジ界面張力計（CIT）（Jones and Middelberg, 2002a、Jones and Middelberg, 2002c）などの界面張力計を用いて、自己集合したペプチドネットワークの力の伝達を決定してもよい。また、特定のペプチドが、それがゼロを顕著に上回る弾性モジュールまたは貯蔵モジュールを有するように力を伝達するペプチドネットワークを形成することができるかどうかを決定するために、CITを用いてもよい。
【０１３１】
界面ペプチドネットワークの特性の決定はまた、剪断レオロジーなどの、界面レオロジーの方法を利用してもよい。加えて、界面膨張レオロジーの手段によって、界面ペプチドネットワークの弾性特性または粘性特性を研究してもよい。
【０１３２】
力の伝達を決定するある例において、ペプチドのアリコートを、典型的には1.0〜10μMである、所望の最終濃度、典型的には8.2〜9.0mLである所望の容量を提供するよう緩衝液に溶解した。固定した容量のペプチド溶液を時間＝0においてCIT槽の中に移し、CIT槽の縁のおよそ1〜2mm上にメニスカスを与え、かつ1000μmの初期分離で予め整列したT-ピースによって水平にする。その後、界面を60分間熟成させ、ペプチドがペプチド集合体を形成するのに十分な濃度で界面に移動するのを可能にし、または場合によっては、ペプチド分子間で相互作用が生じるのを可能にし、それによってペプチドネットワークを形成させる。界面の熟成後、T-ピースを離して界面を5％歪みに繰り返し供し、および力を毎回測定して界面応力 対 歪み曲線を提供する。その後、1％歪みに対する曲線の傾きを用い、界面弾性モジュールを決定する。界面応力 対 歪み曲線からペプチド集合体またはペプチドネットワークに適応し得る最大界面応力を直接決定してもよく、その場合には、0％〜300％界面応力を適用する。
【０１３３】
ある態様において、ペプチドネットワークは、30mN/mを上回るもしくは30mN/mと等しい、とりわけ50mN/mを上回るもしくは50mN/mと等しい、さらによりとりわけ100mN/mを上回るもしくは100mN/mと等しい界面弾性モジュールを有する。ある態様において、ペプチドネットワークは、0.5mN/mを上回る、とりわけ1.5mN/mを上回る、およびよりとりわけ5mN/mを上回るもしくは5mN/mと等しいピーク界面応力または最大界面応力を有する。
【０１３４】
1組目の条件下で自己集合した力伝達ペプチドネットワークを形成することができ、かつ2組目の条件下ではペプチドネットワークを形成せず、またはずっと弱いペプチドネットワークを形成する本発明の方法での使用のためのペプチドを設計することが可能である。2組目の条件下で完全に散逸し、力を伝達しないペプチド集合体を形成することができる力伝達ネットワークを1組目の条件下で形成する本発明の方法での使用のためのペプチドを設計することも可能である。
【０１３５】
例えば、好適に中性または塩基性のpHでは帯電しないが、好適に酸性のpHではプロトン化するペプチドを設計することが可能である。そのような場合、2つのアミノ酸を、ペプチド中で空間的に隣接し、ならびに両方ともプロトン化し、およびそれによって酸性pHで帯電し得るペプチドに取り込ませることは、所与の組の条件下で、ペプチドネットワークが形成せず、または混乱するようにペプチドを設計する1つの手段である。
【０１３６】
別の例において、金属イオンに結合し、それによってペプチドネットワーク形成に有利に働くペプチド立体配座を安定化することができ得る極性残基または帯電残基を空間的に近接して含むようにペプチドを設計することが可能である。あるいは、極性残基または帯電残基は、異なるペプチド上にあってもよく、および金属イオンの結合が、ペプチドネットワークを強化する異なるペプチド間の相互作用を結果的にもたらす。
【０１３７】
ペプチドネットワークのpH依存的不安定化およびヘリックスペプチド配座の金属イオン安定化の両方を示すように設計されたペプチドの例は、SEQ ID NO：2を有するペプチドである。
2008531506.tif 000010
【０１３８】
SEQ ID NO：2のペプチドは、力を伝達しないことが以前に示されているSEQ ID NO：1のペプチドに由来している（Middelberg et al., 2000）。
2008531506.tif 000011
【０１３９】
ある条件下で、SEQ ID NO：1を有するペプチドは、図1、Aで示されたようなコイルドコイルテトラマー構造を溶液中で形成する。SEQ ID NO：2において、SEQ ID NO：1のMet-9残基およびSer-20残基がヒスチジンで置き換えられている。この置換によって、酸性pHでは、イオン化したHis-9とHis-20、およびヘリックスペプチド構造中のそれらの隣接するカチオン性残基、Arg-13とArg-16の間の電荷反発が誘導される。それゆえ、このペプチドは、中性または塩基性のpHではネットワークを形成するが、酸性pHでは実質的に弱化したネットワークを有し、またはネットワークを有しないことが期待される。さらに、His-9のその他の極性残基、Lys-2およびAsp-6、に対する空間的近接性は、コイルドコイル構造の安定性を提供する遷移金属イオン結合の可能性を提示する（図1、B）。あるいは、His-9またはHis-20のいずれかが、金属イオン架橋相互作用に加わり、それによってHis-9またはHis-20のいずれかに結合した金属イオンもまた界面における空間的に隣接したペプチドの金属結合基に結合する可能性がある。
【０１４０】
SEQ ID NO：2を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークを用いた初期実験によって、ペプチドネットワークが、pH 8の空気-水界面で力を伝達することが示された（実施例1）。測定された界面弾性モジュールは81.4mN/mであり、かつ伝達された最大界面応力は1.9mN/mであった。しかしながら、pH 3では（実施例2）、界面弾性モジュールが19.7mN/mであり、かつ最大応力は0.3mN/mであるので、空気-水界面における力の伝達は本質的に廃絶された。SEQ ID NO：2を有するペプチドから形成されたペプチド集合体についてのpH 3での力の伝達は、空気-水界面で顕著な力を伝達しないことが公知のSEQ ID NO：1を有するペプチドについて示された結果（実施例3）と非常によく似ていた（Jones and Middelberg, 2002b）。同様の結果が、顕著な界面ネットワークを形成する能力を欠く界面活性剤、Tween 80（実施例4）についても得られた。
【０１４１】
SEQ ID NO：2を有するペプチドは、pH 8.0で空気-水界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークを形成することができるが、pH 3.0で空気-水界面におけるネットワーク形成能のないペプチド集合体を形成する。
【０１４２】
さらに、ひとたび形成されれば、SEQ ID NO：2を有するペプチドから形成された自己集合した力伝達ペプチドネットワークは、中性pHから酸性pHへまたは塩基性pHから酸性pHへとpHを変化させることによって、混乱または散逸させることができる。SEQ ID NO：2を有するペプチドから形成された自己集合した力伝達ペプチドネットワークを、pH 8で形成した（実施例5）。空気-水界面における界面弾性モジュールを67.0mN/mであると決定し、および最大界面応力を1.2mN/mであると決定した。その後、界面を混乱させずにバルクペプチド溶液のpHをpH 3まで酸性化し、その場合、測定を絶えず記録しながら、かつさらなる測定の前に新しいpHで界面を熟成させた。熟成後、空気-水界面における界面弾性モジュールは4mN/mまで低下し、および最大歪みは0.2mN/mまで低下した。この結果は、あるpHで形成された力伝達ペプチドネットワークを、酸性化によって力を伝達しないペプチド集合体にスイッチすることができるということを示す。
【０１４３】
自己集合した力伝達ペプチドネットワークを形成するペプチドの能力におけるペプチド立体配座安定性のあり得る効果を、SEQ ID NO：1を有するペプチドとSEQ ID NO：3を有するペプチドの間の力の伝達における定数によって示す。
2008531506.tif 000012
【０１４４】
SEQ ID NO：3を有するペプチドは、SEQ ID NO：1を有するペプチドよりも顕著に安定なヘリックスコイルドコイルを溶液中で形成する（Fairman et al., 1995）。これは、SEQ ID NO：3を有するペプチドの増大した長さ、およびSEQ ID NO：3を有するペプチドによって形成されるコイルドコイルテトラマーにおける分子間疎水性相互作用の増大した強度による。SEQ ID NO：1を有するペプチドおよびSEQ ID NO：3を有するペプチドの両方が、バルク溶液中で十分な高濃度でコイルドコイルテトラマーを形成することができるが（図1、AおよびC）、使用される力の伝達の条件下では、SEQ ID NO：1を有するペプチドが主にモノマーで、かつランダムコイル構造を取るのに対し、SEQ ID NO：3を有するペプチドはバルク溶液中で自己集合してコイルドコイルテトラマーになる。理論に束縛されることを望まないが、バルク溶液中におけるこの増大したペプチド間相互作用が、流体-流体界面における増大したペプチド間相互作用に形を変えると予想される。
【０１４５】
pH 8.0で、SEQ ID NO：3を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークは、266.8mN/mという空気-水界面における平均界面弾性モジュールおよび20.5mN/mという平均最大界面応力を示し（実施例14）、SEQ ID NO：2を有するペプチドから形成されたペプチド集合体についてよりも顕著に高く、かつ工業的に重要なタンパク質であるβ-ラクトグロブリンについてよりも値が顕著に高い（リン酸緩衝化生理食塩水中のβ-ラクトグロブリンについて0.1mg/mLで、空気-水界面における界面弾性モジュール150mN/mおよび空気-水界面における最大界面応力14mN/m）。
【０１４６】
pH 6.0および11.0で、空気-水界面でSEQ ID NO：3を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる力の伝達は、pH 8.0で測定されたものと実験誤差の範囲内で同等である。しかしながら、pH 3.0では、空気-水界面における界面弾性モジュールおよび最大界面応力の値は、2倍減少する。コイルドコイル構造と一致する、円二色性分光計で得られた（図4、上のグラフ）、θ222/θ208比が1.0に近い、これらの条件下でペプチドのバルク構造は変化しないので、これはペプチド立体配座の変化によるものであるとは思われない。任意の1つの理論に束縛されることを望まないが、SEQ ID NO：2を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークと比較すると、pH 3.0での界面弾性モジュールおよび最大強度の値は高いままであるが、低いpHでのSEQ ID NO：3を有するペプチド上の増大した正電荷は、（より低い界面被覆およびより弱いネットワーク形成をもたらす）SEQ ID NO：3を有するペプチドの疎水性の空気-水界面に対する親和性か、または界面におけるSEQ ID NO：3を有するペプチド間の相互作用の強度かのいずれかを弱化すると思われる。
【０１４７】
特定の理論に束縛されることを望まないが、2次構造を廃絶するのに十分に高い濃度でカオトロピック剤を添加する効果によって、SEQ ID NO：3を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる力の伝達に対するヘリックス構造のあり得る重要性を示す。力の伝達は、緩衝液中に6M尿素が含まれることによって廃絶される（実施例15）。興味深いことに、同じ条件下で、タンパク質β-ラクトアルブミンについては、力の伝達は廃絶されず、単に低下するだけであり、より長いタンパク質配列は、6M尿素の存在下でさえ、顕著な2次構造がない場合に力の伝達を維持するのに十分な弱い相互作用に加わり得るということを示唆している。これは、「エンタングルメント」機構による可能性が最も高く、その場合タンパク質配列は互いに物理的にもつれている。あるいは、カオトロピック剤存在下でのSEQ ID NO：3を有するペプチドによる力の伝達の廃絶は、ペプチド-ペプチド相互作用の弱化をもたらす、界面におけるペプチド2次構造の損失の結果であってもよく、またはペプチド-カオトロープ相互作用による、水素結合相互作用などの、界面におけるペプチド-ペプチド相互作用の置き換えの結果であってもよい。最後に、高濃度のカオトロープの存在は、界面におけるペプチド2次構造の損失の結果として、またはバルク水構造の変化による界面におけるペプチド吸着に対する疎水性原動力の低下の結果として、またはその両方の結果として、界面からのペプチドの脱着を結果的にもたらしてもよい。
【０１４８】
ヘリックス立体配座の安定化のあり得る効果を、金属イオンの存在によって実証することもできる。添加された遷移金属イオンは、ヘリックスの表面におけるアミノ酸残基間の安定化する相互作用を形成することによって、SEQ ID NO：2を有するペプチドのヘリックス構造を安定化すると期待され得る。あるいは、金属イオンは、界面における異なるペプチド分子を架橋結合させ、異なる機構を介したネットワーク強度の増大をもたらしてもよい。実施例6は、SEQ ID NO：2を有するペプチドによる力の伝達に対する初期に存在するNi(II)または金属キレート剤EDTAの効果を示している。1mM 二価ニッケルの存在は、空気-水界面での105.3mN/mという界面弾性モジュールおよび6.1mN/mという最大界面応力を伴い、SEQ ID NO：2を有するペプチド単独で見られたレベルを実質的に上回って力の伝達を増大させる。ペプチドに結合した任意の外来の金属イオンを捕捉または除去する5mM EDTAの存在下では、界面弾性モジュールは32.6mN/mまで低下し、かつ最大界面応力は0.5mN/mまで下落する。これらの値とSEQ ID NO：2を有するペプチド単独から形成されたペプチドネットワークについて得られた値（同じ緩衝液系における空気-水界面での界面弾性モジュール65.8mN/m、最大界面応力1.6mN/m）との比較によって、SEQ ID NO：2を有するペプチドは通常の取扱い条件下では外来の金属イオンと結合するということ、およびこれがSEQ ID NO：1を有するペプチドと比べてより高いレベルの力の伝達に寄与しているということが示唆された。
【０１４９】
添加されたニッケルによるSEQ ID NO：2を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる力の伝達の増強が、可逆的であるかどうかを試験するために、ペプチドネットワークを、1mN Ni(II)の存在下、空気-水界面で調製し、界面の機械的な混乱を回避するようなやり方で、5mMバルク溶液濃度を与えるのに十分な相当量のEDTAの添加前に、力の伝達を検証し、そこで測定を絶えず記録した。SEQ ID NO：2を有するペプチドのペプチドネットワークの酸性化と同様、Ni(II)- SEQ ID NO：2界面へのEDTAの添加は、103.4から49.0mN/mへの界面弾性モジュールの低下および5.9から1.0mN/mへの最大界面応力の低下を伴い、力の伝達の顕著な低下をもたらした（実施例7）。
【０１５０】
結果は、規則正しい相互作用能力を有する高度に構造化された界面の形成を可能にする、両親媒性α-ヘリックスの安定性の増強と一致する。あるいは、結果は、添加された金属イオンが界面における異なるペプチド分子を架橋結合させる役割を果たすモデルと一致する。キレート剤の添加によるペプチドからの結合した金属イオンの除去は、SEQ ID NO：2を有するペプチドによって形成されるペプチドネットワークへの酸の添加について見られる力の伝達の低下と同様の力の伝達の低下をもたらす。
【０１５１】
Ni(II)以外の金属イオンもまた、SEQ ID NO：2を有するペプチドから形成されるペプチドネットワークによる力の伝達を増強することができる。最初は金属イオンの非存在下で空気-水界面で形成されるSEQ ID NO：2を有するペプチドのネットワークに100μM Zn(II)を添加した場合、力の伝達は顕著に増強された。その後の200μM EDTAの添加により、添加された金属イオンの非存在下で観察されたレベルまで、力の伝達は低下した（実施例8）。
【０１５２】
SEQ ID NO：2を有するペプチドから形成される亜鉛含有ネットワークを、酸の添加によって散逸させることができる。ペプチドネットワークを、7.4の初期pHで100μM Zn(II)の存在下、空気-水界面で形成した場合、顕著なレベルの力の伝達が観察された。溶液pHを3.8まで低下させるのに十分なHClの添加によって力の伝達は完全に廃絶されたが、溶液pHを7.4まで回復させるのに十分なNaOHのその後の添加によって、力の伝達は回復した（実施例9）。使用した酸が、溶液pHを3.6に低下させるのに十分な量のH2SO4である場合、同様の結果が得られた（実施例17）。
【０１５３】
同様に、最初は金属イオンの非存在下で空気-水界面で形成されるSEQ ID NO：2を有するペプチドのネットワークに100μM Cu(II)を添加した場合、力の伝達は顕著に増強された。その後の200μM EDTAの添加により、添加された金属イオンの非存在下で観察されたレベルまで、力の伝達は低下した（実施例10）。
【０１５４】
SEQ ID NO：2を有するペプチドから形成されるCu(II)含有ネットワークを、酸の添加によって散逸させることができる。ペプチドネットワークを、7.4の初期pHで100μM Cu(II)の存在下において、空気-水界面で形成した場合、顕著なレベルの力の伝達が観察された。溶液pHを3.8まで低下させるのに十分なHClの添加によって力の伝達が完全に廃絶されたが、溶液pHを7.4まで回復させるのに十分なNaOHのその後の添加によって、力の伝達は回復した（実施例11）。
【０１５５】
SEQ ID NO：2を有するペプチドを含むバルク溶液への金属イオンまたはEDTAの添加によって、空気-水界面へのペプチドの侵入の動態が変化することを示すことができる（実施例12）。最終的な界面張力は、100μM EDTA、100μM Zn(II)、100μM Ni(II)、または100μM Cu(II)の存在下、SEQ ID NO：2を有するペプチドの溶液間でほんのわずかに異なり、各々の場合でペプチドが界面に集まっていることを示している。しかしながら、界面張力の低下速度は異なる。界面張力の低下は、100μM EDTAの存在下で最も速やかであり、これらの条件下ではペプチドは比較的構造化されず、および界面への侵入に対する立体障害を受けないということを示唆する。100μM Cu(II)の存在下では、界面へのペプチドの侵入は、界面張力の変化で決定した場合、より遅くかつ二相性であり、ペプチドが添加された金属イオンの存在下で構造化の増大を経るということを示唆する。同様の結果は、溶液中で高度に構造化することが公知である（Fairman et al., 1995）、SEQ ID NO：3を有するペプチドで観察されている（Middelberg et al., 2000）。100μM Zn(II)または100μM Ni(II) の存在下では、界面におけるペプチド吸着はより遅いが、二相性の動態は観察されず、溶液中のペプチド構造化の様式が、Cu(II)によるそれと比較してZn(II)では異なる可能性があることを示唆する。
【０１５６】
気泡テンシオメトリーによって、SEQ ID NO：2を有するペプチドが、Zn(II)イオンの存在下もしくは非存在下、中性pHで、またはpH 3.6までの酸性化の後で、同程度に空気-水界面で吸着するということも示された（実施例18）。外来の金属イオンを捕捉するために添加された、EDTAの存在下で、SEQ ID NO：2を有するペプチドは、空気-水界面における界面張力を速やかに低減させ、1000s後に52.9mN/mの値に達した。100μM Zn(II)が存在する場合、1000sにおける界面張力は52.1mN/mであったのに対し、3.6というpHまでのH2SO4の含有によって、54.6mN/mというわずかにより高い界面張力が与えられた。それゆえ、力を伝達しない状態の形成よりもむしろ力を伝達する状態の形成が、界面におけるペプチド濃度の大きな変化に付随しなかった。
【０１５７】
界面で活性のあるペプチドによるネットワーク形成がペプチドの乳化活性を増大させるかどうかを試験するために、70μM Cu(II)または100μM EDTAの存在下、SEQ ID NO：2を有するペプチドを用いて、試験エマルジョンを調製した（実施例16）。水溶液中の初期タンパク質濃度は、25mM MOPS、100mM NaCl、pH 6.2において、156μg mL-1であった。シリコーン油を10％の体積分率まで添加し、および混合物をローターステーターホモジナイザーの中で、最大速度でかき混ぜた。標準的な方法を用いて、ペプチドの乳化活性指数（EAI）を、添加したCu(II)の存在下では118m2g-1、および添加されたEDTAの存在下では99m2g-1と決定し、ペプチドネットワーク形成が乳化を増強することを示した。たとえ、最終的な界面張力が、添加したEDTAを含むSEQ ID NO：2を有するペプチドの溶液と、添加されたCu(II)を含むSEQ ID NO：2を有するペプチドの溶液との間で顕著に異なるように見えなくても、これが生じる。本実験の条件、特に本pHにおいて、使用した低濃度のEDTAは、SEQ ID NO：2を有するペプチドに結合し得る外来の金属イオンを隔離するのに十分に効果的でなかった可能性が高く、および金属を含まないSEQ ID NO：2を有するペプチドの真のEAIはより低い可能性が高い。比較のために、同様の条件下で、SEQ ID NO：1を有するペプチドは、36m2g-1というEAIを示した。さらに、100μM Cu(II)の存在下で、SEQ ID NO：2を有するペプチドを含むエマルジョンを調製した場合、その後の1mM EDTAの添加によって、速やかなエマルジョンの合一および相の分離がもたらされた。
【０１５８】
エマルジョン安定性に対する刺激反応性ペプチド膜の効果をさらに試験するために、25mM HEPES、pH 7.4におけるマイクロモル濃度のSEQ ID NO：2を有するペプチドおよびZn(II)の存在下で、水中トルエン型エマルジョンを調製した（実施例19）。これらの条件下で、SEQ ID NO：2を有するペプチドは、360m2g-1という高い乳化活性指数（EAI）を伴い、効果的な乳化剤であった（Cameron et al., 1991）。ペプチド-Zn(II)エマルジョンは、室温で20時間にわたって相合一に安定であった。しかしながら、H2SO4のアリコートを添加してZn(II)-ペプチド結合を混乱させた場合、数秒のうちに生じる全体の相分離および10分以内で生じる得る両方の相の清澄な回復を伴って、エマルジョンは速やかに合一した。同様に過剰のEDTAを添加した場合、Zn(II)-ペプチドエマルジョンは速やかに合一した。非ネットワーク条件下では、界面張力のみを低減することに基づいて水中油型エマルジョンを安定化するのに、ペプチドは効果的でないように思われる。この解釈に対する裏付けは、100μM EDTAの存在下で調製したSEQ ID NO：2を有するペプチドを含む水中トルエン型エマルジョンが、混合後数秒以内に合一したという観察によって提供される。同様に、トルエンによるホモジナイゼーションの前にSEQ ID NO：2を有するペプチド-Zn(II)溶液を酸性化した場合、混合の終了後数秒以内に分散が合一した。したがって、強くエマルジョンを安定化する特性は、SEQ ID NO：2を有するペプチドの界面ネットワーク状態と相関し、力を伝達しない状態とは相関しないように思われる。
【０１５９】
混合ペプチドネットワークまたは不均一ペプチドネットワークを用いて、界面における力の伝達に対する電荷のpH依存性変化の効果を実証するために、SEQ ID NO：9を有するペプチドおよびSEQ ID NO：10を有するペプチドを利用した（実施例23）。pH 7.0において、SEQ ID NO：9を有するペプチドは正味の負電荷を持ち、およびSEQ ID NO：10を有するペプチドは正味の正電荷を持つ状態で、2つのペプチドは反対の電荷を持つと期待される。pH 7.0におけるSEQ ID NO：9を有するペプチドおよびSEQ ID NO：10を有するペプチドを含むバルク溶液から集合した界面ネットワークは、53mN/mという界面弾性モジュールおよび2.0mN/mという最大界面応力を与えた。バルク溶液pHを3.0まで低下させるのに十分な、HCl溶液のアリコートの添加、それに続く界面の再平衡化によって、力の伝達が顕著に増大し、146mN/mという界面弾性モジュールおよび9.1mN/mという最大界面応力を与えることが分かった。バルク溶液pHを7.0まで回復させるのに十分な、NaOH溶液のアリコートの添加、それに続く界面の再平衡化によって、力の伝達が最初のレベルに近いレベルまで低下し、60mN/mという界面弾性モジュールおよび2.6mN/mという最大界面応力になることが分かった。理論によって束縛されることを望まないが、SEQ ID NO：9を有するペプチドおよびSEQ ID NO：10を有するペプチドから形成される不均一ネットワークにおけるpH 7.0での力の伝達のレベルは、界面において反対の電荷を有するペプチド分子間の相互作用を反映するということが提案される。相互作用はおそらく、SEQ ID NO：9を有するペプチドのヘプタドのbおよびcの位置における帯電したグルタミン酸残基の側鎖アミノ基と、SEQ ID NO：10を有するペプチドのヘプタドのbおよびcの位置における帯電したリジン残基の側鎖アミノ基の間の分子間塩橋に一部基づいている。相互作用はまたおそらく、とりわけ、SEQ ID NO：9を有するペプチドのヘプタドのbおよびcの位置における帯電したグルタミン酸残基のメチレン基と、SEQ ID NO：10を有するペプチドのヘプタドのbおよびcの位置における帯電したリジン残基のメチレン基の間の疎水性相互作用に一部基づいている。理論によって束縛されることを望まないが、SEQ ID NO：9を有するペプチドおよびSEQ ID NO：10を有するペプチドから形成される不均一ネットワークによるpH 3.0での力の伝達の増大は、pH 3.0でのSEQ ID NO：9の比較的高い含有量を有するより強いネットワークを結果的にもたらす、pH 3.0でのSEQ ID NO：9を有するペプチドによる界面の優先的集中を反映するということが提案される。バルク溶液pH 7.0までの逆戻りによる力の伝達の回復は、界面集合体の変化が可逆的であるということを示す。
【０１６０】
界面における力の伝達に対する添加された有機対イオンの効果を実証するために、SEQ ID NO：9を有するペプチドを利用した（実施例26）。pH 8.0において、本ペプチドは顕著な負電荷を持つことが期待される。添加された有機対イオンの非存在下で、pH 8.0におけるSEQ ID NO：9を有するペプチドを含むバルク溶液から集合した界面集合体は、3mN/mという界面弾性モジュールおよび0.3mN/mという最大界面応力を与えた。0.2％（w/v）のバルク溶液与えるのに十分な、ポリエチレンイミン（PEI）溶液のアリコートの添加、それに続く界面の再平衡化によって、力の伝達が増大し、18mN/mという界面弾性モジュールおよび0.9mN/mという最大界面応力になることが分かった。理論によって束縛されることを望まないが、SEQ ID NO：9を有するペプチドによる、0.2％（w/v）PEIの存在下でのpH 8.0における力の伝達のレベルの増大は、負に帯電したSEQ ID NO：9を有するペプチドによる正に帯電したPEIの結合を反映するということが提案される。理論に束縛されることを望まないけれども、相互作用は、PEIの結合によるペプチド上の負電荷の中性化に一部基づいてもよく、ならびにまたPEIの結合によるペプチドの規則正しい構造の安定化が関与してもよく、およびまたネットワーク内の空間的に隣接するペプチド分子間のPEIの架橋が関与してもよい。
【０１６１】
界面における力の伝達に対する添加された多価対イオンの効果をさらに実証するために、SEQ ID NO：10を有するペプチドを利用した（実施例28）。pH 7.3において、本ペプチドは顕著な正電荷を持つことが期待される。添加された多価対イオンの非存在下で、pH 7.3におけるSEQ ID NO：10を有するペプチドを含むバルク溶液から集合した界面集合体は、29mN/mという界面弾性モジュールおよび0.5mN/mという最大界面応力を与えた。1mMリン酸ナトリウム、1mMクエン酸ナトリウム、および1mMホウ酸ナトリウムというバルク溶液濃度を与えるのに十分な、リン酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、およびホウ酸ナトリウムの混合溶液のアリコートの添加、それに続く界面の再平衡化によって、力の伝達が増大し、51mN/mという界面弾性モジュールおよび1.4mN/mという最大界面応力になることが分かった。理論によって束縛されることを望まないが、SEQ ID NO：10を有するペプチドによる、1mMリン酸ナトリウム、1mMクエン酸ナトリウム、および1mMホウ酸ナトリウムの存在下でのpH 7.0における力の伝達のレベルの増大は、正に帯電したSEQ ID NO：10を有するペプチドによる負に帯電したリン酸イオン、クエン酸イオン、およびホウ酸イオンの結合を反映するということが提案される。相互作用はおそらく、リン酸イオン、クエン酸イオン、および/またはホウ酸イオンの結合によるペプチド上の正電荷の中性化に一部基づき、ならびにまたリン酸イオン、クエン酸イオン、および/またはホウ酸イオンの結合によるペプチドの規則正しい構造の安定化が関与してもよく、ならびにまたネットワーク内の空間的に隣接するペプチド分子間のリン酸イオン、クエン酸イオン、および/またはホウ酸イオンの架橋が関与してもよい。
【０１６２】
別の態様において、自己集合した力伝達ペプチドネットワークは、β-シート立体配座を有するペプチドから形成される。β-シート立体配座を有する好ましいペプチドは、疎水面および親水面を有し、疎水面は流体-流体界面に対する親和性を有する。
【０１６３】
β-シート構造を有するペプチドで形成される界面における力の伝達に対するpHの効果をさらに例証するために、SEQ ID NO：6を有するペプチドを利用した（実施例35）。pH 6.0におけるSEQ ID NO：6を有するペプチドを含むバルク溶液から集合した界面ネットワークは、355mN/mという界面弾性モジュールおよび14.6mN/mという最大界面応力を与えた。バルク溶液pHを3.0まで低下させるのに十分な、HCl溶液のアリコートの添加、それに続く界面の再平衡化によって、力の伝達が顕著に増大し、119mN/mという界面弾性モジュールおよび6.1mN/mという最大界面応力を与えることが分かった。バルク溶液pHを6.0まで回復させるのに十分な、NaOH溶液のアリコートの添加、それに続く界面の再平衡化によって、力の伝達が最初のレベルまで回復し、315mN/mという界面弾性モジュールおよび14.3mN/mという最大界面応力になった。理論によって束縛されることを望まないが、酸性pHでの力の伝達の低下は、pH 3での界面におけるペプチドヒスチジン残基の幾つかのプロトン化の結果であり、プロトン化したアルギニン残基とプロトン化したヒスチジン残基を持つ界面におけるペプチド分子間の反発の増強を結果的にもたらすということが提案される。およそ2までのバルク溶液pHの低下によって、ペプチドネットワークの完全な散逸が結果的にもたらされ（実施例49）、酸性種が界面においてこのpH範囲でイオン化することと一致するということが見出されている。この酸性種はペプチドのヒスチジン残基であり、そのイオン化定数が、界面および隣接する同種の電荷、特にペプチドのアルギニン残基、の文脈において変化するということも提案される。この長さのβ-ペプチドによって形成されるネットワークの散逸が、ペプチド当たり9つの水素結合によって界面で隣り合うペプチドと相互作用することができる、ペプチド分子当たり存在する2つの同種の残基によって発生するイオン反発を要求するということも提案される。この理論と一致して、バルク溶液pH 2でのSEQ ID NO：11を有するペプチド（実施例53）およびバルク溶液pH 2でのSEQ ID NO：12を有するペプチド（実施例54）について、力の伝達は観察されず、この場合、各々のペプチドは、界面で+2に近い正味の電荷を持つと期待される。この理論とさらに一致して、バルク溶液pH 2でのSEQ ID NO：7を有するペプチド（実施例56）およびバルク溶液pH 2でのSEQ ID NO：8を有するペプチド（実施例55）について、力の伝達は弱いが、廃絶はされず、この場合、各々のペプチドは、界面で+1に近い正味の電荷を持つと期待される。
【０１６４】
β-シート構造を有するペプチドで形成される界面における力の伝達に対する金属イオンの効果をさらに例証するために、SEQ ID NO：6を有するペプチドを利用した（実施例50）。200μM Ni(II)の存在下で形成されたペプチドネットワークは、516mN/mという界面弾性モジュールおよび15.4mN/mという最大界面応力を示した。添加された金属イオンを隔離するのに十分な、キレート剤の添加後、界面弾性モジュールは282mN/mまで低下し、および最大界面応力11.1mN/mまで低下した。本結果は、β-シートペプチドネットワークによる力の伝達は金属イオンの含有によって増強することができるが、力の伝達は金属イオンの除去によって廃絶されないということを例証している。理論によって束縛されることを望まないが、金属イオン非依存的ネットワーク強度は、界面β-シートにおけるペプチド間の水素結合に基づき、および付加的なネットワーク強度は、親水性アミノ酸側鎖間の金属イオン依存的架橋結合、この場合、水相と接触した、ヒスチジン残基に由来するということが提案される。
【０１６５】
エマルジョン安定性に対する刺激反応性界面ペプチド膜の効果をさらに試験するために、25mM HEPES、pH 7.4におけるマイクロモル濃度のSEQ ID NO：2を有するペプチドおよびZn(II)の存在下で、粗水中油型エマルジョンを調製した（実施例46、47）。使用した油は、室温では固形である含ろう粗油であり、およびわずかに温めて乳化前に液体化した。ペプチド-Zn(II)粗油エマルジョンは、室温で少なくとも1時間にわたって合一に安定であった。H2SO4のアリコートを添加してZn(II)-ペプチド結合を混乱させた場合、エマルジョンは1分以内に合一した。同様に、過剰のEDTAを添加した場合、ペプチド-Zn(II)エマルジョンは1分以内に合一した。
【０１６６】
生体触媒反応の生産性の増大におけるペプチド安定化エマルジョンの有用性を実証するために、SEQ ID NO：2を有するペプチドを含む一連のペプチド安定化水中トルエン型エマルジョンを調製した（実施例48）。エマルジョンのトルエン相には、各々の場合に生体触媒基質としての役割を果たす1Mラセミ体マンデル酸メチルが含まれた。10％（v/v）、20％（v/v）、30％（v/v）、および50％（v/v）の油体積分率を利用し、エマルジョンにおける最終マンデル酸メチル濃度100mM、200mM、300mM、および500mMをそれぞれ与えた。エマルジョンにはまた、最終濃度10mM Tris.HCl、40mM NaCl、pH 8.0が含まれた。比較のために、マンデル酸メチルの溶解度を増大させるために、水混和性溶媒である、アセトニトリルを用いて単相反応溶剤を調製した。10％（v/v）、20％（v/v）、30％（v/v）、および50％（v/v）の体積分率のアセトニトリル中の1Mストックのマンデル酸メチルを利用し、アセトニトリル溶剤中の最終マンデル酸メチル濃度100mM、200mM、300mM、および500mMをそれぞれ与えた。アセトニトリル溶剤にはまた、最終濃度10mM Tris.HCl、40mM NaCl、pH 8.0が含まれた。ペプチド安定化エマルジョンおよびアセトニトリル溶剤の両方における反応を、市販の固定化酵素（リポラーゼリパーゼ）5mgを用いて37℃で3〜5 hにわたって1mLの容量で行ない、および間隔を置いて試料を採取し、マンデル酸メチルからマンデル酸への生体触媒変換のレベルを決定した。各々のマンデル酸メチル濃度において、生体触媒反応性は、アセトニトリル共溶媒系でよりもペプチド安定化エマルジョンで高く、その違いは、より高い基質濃度および溶媒濃度でより大きかった。
【０１６７】
したがって、本発明の別の局面は、ペプチドネットワークがSEQ ID NO：3からは形成されないという条件付きで、流体-流体界面で形成した自己集合した力伝達ペプチドネットワークであって、互いに相互作用し、かつ流体-流体界面に対する親和性を有する疎水性領域を有するペプチドを、ペプチドネットワークが含み、ならびにペプチドネットワークによる力の伝達がペプチドの化学的および物理的特性を変化させる刺激への曝露によって操作可能であるペプチドネットワークを提供する。
【０１６８】
好ましくは、ペプチドネットワークは、両親媒性性格およびヘリックス立体配座、またはβ-シート立体配座などの規則正しい立体配座を有するペプチドから形成される。特に好ましい立体配座は、疎水面および親水面を有するα-ヘリックス立体配座、またはβ-シート立体配座である。
【０１６９】
好ましくは、pH、温度、イオン強度、または金属イオンもしくは有機の電荷を持つ種を含むが、これらに限定されない、所与の組の条件下におけるペプチド内相互作用および/またはペプチド間相互作用に寄与すると考えられるが、その他の条件下における相互作用には寄与しないと考えられるアミノ酸を含むように本発明のペプチドを設計してもよい。あるいは、例えばpHなどの、所与の組の条件下における分子内相互作用または分子間相互作用を含み、かつ2組目の条件下における分子内反発または分子間反発を有し得るようにペプチドを設計してもよい。当業者は、当技術分野において公知の方法によって、分子内引力もしくは分子内反発または分子間引力もしくは分子間反発を含むようにペプチド配列を操作することができると考えられる。
【０１７０】
本発明のペプチドネットワークでの使用に好適なスイッチ可能な性質を有するように設計されたその他のペプチドの例は、SEQ ID NO：4〜15を有するペプチドである。
2008531506.tif 000013
【０１７１】
本発明のある態様において、SEQ ID NO：2を有するペプチドが提供される。
【０１７２】
本発明の別の態様において、SEQ ID NO：4を有するペプチドが提供される。
【０１７３】
本発明の別の態様において、SEQ ID NO：5を有するペプチドが提供される。
【０１７４】
本発明のまた別の態様において、SEQ ID NO：6を有するペプチドが提供される。
【０１７５】
本発明のさらなる態様において、SEQ ID NO：7を有するペプチドが提供される。
【０１７６】
本発明のまたさらなる態様において、SEQ ID NO：8を有するペプチドが提供される。
【０１７７】
本発明の別の態様において、SEQ ID NO：11を有するペプチドが提供される。
【０１７８】
本発明のまた別の態様において、SEQ ID NO：12を有するペプチドが提供される。
【０１７９】
本発明のまた別の態様において、SEQ ID NO：13を有するペプチドが提供される。
【０１８０】
本発明のペプチドを、固相合成または溶液相合成などの当技術分野の公知の方法によって調製してもよい。そのような方法で使用されるアミノ酸は市販されていることもあり、Jones, 1992で提供された方法などの、当技術分野において公知の方法を用いて合成してもよい。また、当技術分野において公知のような組換えペプチド合成を用いて、ペプチドを合成してもよい。
【０１８１】
用途
流体-流体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークにおける力の伝達などの界面特徴の調節は、エマルジョン、フォーム、コーティング、および薬物送達剤などの用途において有用であることができる。例えば、特定の速度での合一または特定の時間における合一を可能にするためのエマルジョンおよび/またはフォーム安定性ならびにフォームまたはエマルジョン安定性における分散した気体相または液体相の合一の制御は、食物、飲料、調合薬、化粧品、インクおよび印刷、塗料およびコーティング、界面活性剤、排水処理、火薬、ミネラル回収、バイオレメディエーション、腐食阻害、石油化学製品および油回収、医薬、歯科、生体触媒、ならびにバイオテクノロジーにおいて有用である。
【０１８２】
本発明は、所望の物質を油相から水相に、または水相から油相に移動させることが望ましい複数の用途において有用である可能性がある。本発明はさらに、廃棄物または汚染物質などの、非所望の物質を油相から水相に、または水相から油相に移動させることが望ましい複数の用途において有用である可能性がある。これらの場合、ネットワークの初期形成は、きめ細かく分散した水中油型エマルジョンまたは油中水型エマルジョンにおける大きい界面領域の安定化を可能にし、ある液体相からより溶けやすい別の相への物質の全体としての移動速度を増強する。その後のネットワークの解体または弱化は、エマルジョンの破壊および液体相の合一を可能にし、その後、溶解度に応じて、所望の物質が分離した油相または水相に回収される。あるいは、その後のネットワークの解体または弱化は、エマルジョンの破壊および液体相の合一を可能にし、その後、溶解度に応じて、例えば、廃棄産物または汚染物質などの、非所望の物質が分離した油相または水相に回収される。例えば、この制御された様式におけるエマルジョン形成および破壊は、価値ある天然産物の生物学的源からの抽出に有用である可能性がある。さらなる例において、この様式におけるエマルジョン形成および破壊は、排水からの、有機殺虫剤などの、毒性物質の除去に有用である可能性がある。また別の例において、この様式におけるエマルジョン形成および破壊は、油からの腐食を引き起こす種の除去、またはより一般的には増強された油回収作業に有用である可能性がある。
【０１８３】
本発明は、気体と液体の間の、もしくは液体と第2の不混和性の液体の間の界面で独占的にもしくは増強された程度に生じる過程または反応を促進することが望ましい複数の用途においてさらに有用である可能性がある。例えば、水相に存在する触媒が油相に存在する試薬に作用する用途において、触媒作用は油-水界面で生じている。あるいは、油相に存在する触媒が水相に存在する試薬に作用する用途において、触媒作用は油-水界面で生じている。これらの場合、ネットワークの初期形成は、きめ細かく分散した水中油型エマルジョンまたは油中水型エマルジョンにおける大きい界面領域の安定化を可能にし、それほど所望でない物質のより所望の物質への、または廃棄物もしくは汚染物質などの、非所望の物質の、廃棄産物もしくは汚染物質の分解産物などの、それほど非所望でない物質への触媒的変換などの、所望の過程の速度を増強する。任意で、この過程の後に、溶解度に応じて、ある液体相から別の相への変換された物質の移動が起こってもよい。その後のネットワークの解体または弱化は、エマルジョンの破壊および液体相の合一を可能にし、その後、溶解度に応じて、より所望の物質が分離した油相または水相に回収される。あるいは、その後のネットワークの解体または弱化は、エマルジョンの破壊および液体相の合一を可能にし、その後、溶解度に応じて、廃棄産物または汚染物質の分解産物などの、それほど非所望でない物質が分離した油相または水相に回収される。
【０１８４】
本発明は、水中油型エマルジョンもしくは油中水型エマルジョンの水相に存在する、例えば酵素などの触媒が、水にはやや溶けにくいが、水中油型エマルジョンもしくは油中水型エマルジョンの油相には溶け易いもしくは一部溶け易い、もしくはそれ自体水中油型エマルジョンもしくは油中水型エマルジョンの油相を構成する基質に作用する様々な触媒または生体触媒の用途においてさらに有用である可能性がある。例えば酵素などの触媒は、水相に溶解していてもよく、または懸濁した形態で存在し、もしくは例えばきめ細かく分割された樹脂、ビーズ、もしくは膜上などの固形支持体上に、固形繊維上もしくは中空繊維内に、もしくは収納容器の壁に吸着し、もしくはさもなければ、例えば共有結合のように結合していてもよい。酵素は、初期乳化の間ずっと存在していてもよく、またはとりわけ水が連続相を構成する水中油型エマルジョンの場合、予め形成されたエマルジョンが接触していてもよい。水相中の基質を酵素の作用によって激減させ、かつ油相中の基質の拡散によって水相の中に再び満たす。これらの場合、ネットワークの初期形成は、きめ細かく分散したエマルジョンにおける大きい界面領域の安定化を可能にし、水相中の基質の補充速度を増強し、およびしたがって反応の速度を増強する。任意で、この過程の後に、溶解度に応じて、例えば酵素反応などの、触媒反応の産物の水相から油相への移動が起こってもよい。その後のネットワークの解体または弱化は、エマルジョンの破壊および液体相の合一を可能にし、その後、溶解度に応じて、産物が分離した油相または水相に回収される。例えば酵素などの触媒は、水相中に溶け易い形態で回収されてもよく、または溶けにくい形態で存在し、もしくはきめ細かく分割された樹脂、ビーズ、もしくは膜上などの固形支持体上に、固形繊維上もしくは中空繊維内に、もしくは収納容器の壁に吸着し、もしくはさもなければ、例えば共有結合のように結合している場合、エマルジョンの破壊の前もしくは後のいずれかにエマルジョンから分離されてもよい。リパーゼ酵素を用いたマンデル酸メチルからマンデル酸への生体内変換に関連して、これを例示する。
【０１８５】
本発明は、浮遊による所望の物質の回収または精製のためにフォームを利用することが望ましい複数の用途においてさらに有用である可能性がある。本発明は、浮遊による、廃棄物質または汚染物質などの、非所望の物質の除去のためにフォームを利用することが望ましい複数の用途においてさらに有用である可能性がある。これらの場合、所望の物質の浮遊回収または浮遊精製のためのフォームの使用の後に、所望の物質の便利なさらなる用途のためのフォームの破壊が起こってもよい。あるいは、廃棄物質または汚染物質などの、非所望の物質の浮遊除去のためのフォームの使用の後に、非所望の物質の便利なさらなる処分のためのフォームの破壊が起こってもよい。本用途は、第1の水中油型エマルジョンの油相に含まれる第1の物質の第2の水中油型エマルジョンの油相に含まれる第2の物質との接触を制御する際にさらに有用である可能性がある。2つの水中油型エマルジョンを調製し、その後、第1の物質および第2の物質が互いに接触することを妨害されるように、ネットワークが安定であり、かつ油滴の合一を阻害または妨害する1組目の条件下で一緒に組み合わせる。その後、油滴合一が生じ、および第1の物質および第2の物質が互いに接触することができるという結果を伴って、ペプチドネットワークの解体または弱化が生じる2組目の条件を適用する。この1つの用途は、油相における第1の物質および第2の物質の間の化学反応を制御することにあると考えられる。例えば、第1の物質および第2の物質の間の反応は、溶液pHの減少が生じ、反応がpH変化を表示するものとして作用する場合にのみ、望ましいと考えられる。あるいは、第1の物質および第2の物質の間の反応は、例えば医学的処置のために、特定の温度、pH、または金属イオン濃度によって定義される、特定の生物学的文脈においてのみ、望ましいと考えられる。別の実例となる例において、本用途は、第1の油中水型エマルジョンの水相に含まれる第1の物質の第2の油中水型エマルジョンの水相に含まれる第2の物質との接触を制御する際にさらに有用である可能性がある。2つの油中水型エマルジョンを調製し、その後、第1の物質および第2の物質が互いに接触することを妨害されるように、エマルジョンにおいてネットワーク形成が生じ、かつ水滴の合一を阻害または妨害する1組目の条件下で一緒に組み合わせる。その後、水滴合一が生じ、および第1の物質および第2の物質が互いに接触することができるという結果を伴って、ペプチドネットワークの弱化または解体が生じる2組目の条件を適用する。この1つの用途は、水相における第1の物質および第2の物質の間の化学反応を制御することにあると考えられる。
【０１８６】
本発明は、フォームまたはエマルジョンの特性が、例えば温度、pH、または金属イオンもしくは特定の有機種の存在の変化に対応することによって、人体との接触に対応するということが望ましい複数の用途においてさらに有用である可能性がある。例えば、ヒトの口に特徴的なpHおよび温度への曝露によって、食物エマルジョンまたは食物フォームの安定性を変化させ、エマルジョンもしくはフォームのフレーバー放出特性、口触り、粘性、またはその他の特性を変化させることが望ましい可能性がある。あるいは、例えば安定でかつより活性の低い貯蔵型の歯科治療製品をより活性のある型に変換するために、ヒトの口または特定の非ヒト種の口に特徴的なpHおよび温度への曝露によって、歯科用エマルジョンまたは歯科用フォームの安定性を変化させることが望ましい可能性がある。その他の実例となる例において、ヒトの胃もしくはヒトの腸管のその他の部位、または特定の非ヒト種の胃もしくは腸管のその他の部位に特徴的なpHおよび温度への曝露によって、薬学的エマルジョンの安定性を変化させることが望ましい可能性がある。例えば、安定でかつより活性の低い貯蔵型の薬学的製品をより活性のある型に変換してもよい。あるいは、例えば化粧製品の見た目をさらによくするために、ヒトの皮膚に特徴的なpHおよび温度への曝露によって、化粧用エマルジョンまたは化粧用フォームの安定性を変化させることが望ましい可能性がある。別の例において、例えば薬学的製品による皮膚浸透をさらによくするために、ヒトの皮膚に特徴的なpHおよび温度への曝露によって、薬学的エマルジョンまたは薬学的フォームの安定性を変化させることが望ましい可能性がある。
【０１８７】
本発明は、表面の湿潤またはコーティングを制御することが望ましい複数の用途において有用である可能性がある。これらの場合、1組目の条件下で表面を湿潤させまたはコーティングする特定の特性を有し、かつ2組目の条件下で表面を湿潤させまたはコーティングする別の特性を有するペプチドを含むフォーム、エマルジョン、溶液、または分散が提供される。これは、表面全体の湿潤の制御においてか、表面上の所望の模様の作製においてかのいずれかで、有用である可能性がある。あるいは、そのような制御可能な湿潤は、センサー用途において、または画像撮影において有用である可能性がある。
【０１８８】
本発明はまた、石油産業において石油回収または石油流出の清掃に有用である可能性がある。例えば、油井において油および水から形成されたエマルジョンの安定化は、井戸からのエマルジョンの容易な抽出を可能にすることができる。エマルジョンが回収された後、エマルジョンを安定化していた、ペプチドネットワークを離散させることによって脱乳化を刺激してもよい。その後、油相および水相を分離してもよい。あるいは、石油流出後、ペプチドネットワークによって油/水エマルジョンを安定化し、かつその後、ペプチドネットワークを弱化または散逸させ、エマルジョンの相を分離し、その後油相を回収し得る所望の時点で回収してもよい。油に溶けやすい汚染物質で水が汚染されている多くの産業における排水処理に、この原理を適用してもよい。油に溶けやすい汚染物質を、エマルジョンの形成および安定化の間に、添加された油相中で溶解せしめてもよい。その後、汚染物質が油相の中に拡散するのに十分な時間が経過した後で、ネットワークを散逸させる刺激の添加によって、エマルジョンを破壊することができると考えられる。相分離の後、汚染されていない排水を回収してもよい。
【０１８９】
本発明はまた、石油産業において重油の輸送に有用である可能性がある。例えば、水中のペプチドの溶液による重油の乳化は、それほど乳化されていない同じ重油よりもその他の手段によってポンプで汲み上げやすくもしくは輸送しやすい水中油型エマルジョンまたは油中水型エマルジョンを発生させる可能性がある。エマルジョンを所望の場所に輸送した後、エマルジョンを安定化していた、ペプチドネットワークを離散させることによって脱乳化を刺激してもよい。その後、油相および水相を分離してもよい。
【０１９０】
本発明はまた、複合組成物内の自己集合した力伝達ペプチドネットワークの存在によって組成物の特性が変化する条件に従う、化粧品、調合薬、および洗浄製品に存在する組成物などの、複合組成物に関する用途において有用である可能性がある。そのような複合組成物に存在し得るその他の構成要素には、界面活性剤、塩、有機イオン、および金属イオンが含まれるが、これらに限定されない。場合によっては、複合組成物に存在し得るその他の構成要素は、流体-流体界面における力伝達ペプチドネットワークの強度を増強または軽減してもよい。自己集合した力伝達ペプチドネットワークの存在によって組成物の特性が変化する複合組成物の例として、界面活性剤が粗油中に存在する粗水中油型エマルジョン（実施例46、47）、ならびにSEQ ID NO：2を有するペプチドおよびアニオン性界面活性剤SDSを含むフォーム（実施例57、66）が含まれる。
【０１９１】
さらなる局面において、液体-気体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークを含むフォームであって、以下の工程を含む方法が提供される：
i）1回目に、液体-気体界面を、ペプチドネットワークにおけるペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第1の刺激に曝露させる工程；ならびに
ii）2回目に、液体-気体界面を、第1の刺激への曝露によって取り入れられたペプチドネットワークにおけるペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第2の刺激に曝露させる工程。
【０１９２】
ある態様において、第1の刺激は、例えばペプチドの気体-液体界面に対する親和性を増大させ、または反発を除去しもしくはイオン相互作用を生じさせるようにペプチド側鎖の電荷を変化させることによって、自己集合した力伝達ペプチドネットワークの形成を引き起こす。ある態様において、第1の刺激は、例えばペプチドネットワークにおけるペプチド間の相互作用の数または相互作用の強度を増大させることによって、ペプチドネットワークによる力の伝達の増大を引き起こす。これらの態様において、第2の刺激は、例えばペプチド間の相互作用の数もしくは強度を低下させるための、ペプチドネットワークによる力の伝達の低下を引き起こし、または例えば、ネットワーク内のペプチド間の反発を導入し、および/もしくはネットワークにおけるペプチドの気体-液体界面に対する親和性を低下させることによって、力の伝達の廃絶を引き起こす。これは、第1の刺激への曝露によるフォームの安定化および第2の刺激への曝露によるフォームの不安定化を結果的にもたらす。ある場合には、分散した気体滴の合一が生じ、かつフォームが崩壊する程度まで、フォームを不安定化する。
【０１９３】
その他の態様において、第1の刺激は、例えばネットワークにおけるペプチド間の相互作用の数および/または強度を低下させることによって、気体-液体界面におけるペプチドネットワークの力の伝達を低下させる。その後、第2の刺激は、例えばネットワーク内のペプチド間の相互作用の数および/または強度を増大させることによって、気体-液体界面におけるペプチドネットワークの力の伝達を増大させる。これらの態様において、フォームは最初に低下した安定性を有し、および第2の刺激への曝露によって、フォームの安定性は増大する。
【０１９４】
自己集合した力伝達ペプチドネットワークを含むフォームを以下の工程によって調製してもよい：
a）自己集合した力伝達ペプチドネットワークを形成することができるペプチドを液体に溶解または分散させて溶液または分散を形成する工程；および
b）溶液または分散を気体と混合してフォームを形成する工程。
【０１９５】
混合は、当技術分野において公知の液体および気体を混合してフォームを形成する任意の手段であってもよい。ある態様において、液体相の全体にわたって気体を発泡させる。その他の態様において、気体の存在下で液体を混合または攪拌する。攪拌、もしくは混合の強さ、または液体の中へのおよび液体の全体にわたる気体の流速が、フォーム形成の技術分野において公知であるようなフォームが形成される速さおよび分散した気体相における滴の大きさを決定すると考えられる。
【０１９６】
自己集合した力伝達ペプチドネットワークは、フォームが形成される時に流体-流体界面において形成されてもよい。フォームの形成の間に、より多くのペプチドがバルク相から界面に移動してペプチドネットワークを形成する。あるいは、ペプチドネットワークは、攪拌または混合の後、熟成の期間の間に形成されてもよく、そこではペプチドはバルク溶液から液体-気体界面に移動する。フォーム形成の間または後のペプチドネットワークの形成は、少なくとも一部はバルク溶液中のペプチドの濃度および気体-液体界面に対するその親和性に依存すると考えられる。気体-液体界面に対する高い親和性、界面への侵入に対する低いエネルギー障壁、およびその他のペプチドと相互作用する能力を有する高濃度のペプチドは、フォームにおけるペプチドネットワークの形成を加速すると考えられる。
【０１９７】
ある態様において、自己集合した力伝達ペプチドネットワークを形成することができるペプチドの溶液または分散を、例えばペプチドの気体-液体界面に対する親和性を低下させることによって、または気体-液体界面におけるペプチド間の反発を引き起こすことによって、安定なフォーム形成の可能性を低下させる第1の刺激に曝露することにより、フォームの形成を遅延させてもよい。溶液または分散を気体と混合する期間の後、ペプチドネットワークの形成およびフォームの安定化を引き起こす第2の刺激を溶液または分散に導入する。
【０１９８】
ある態様において、工程i）およびii）、ならびに任意で、不安定化の後でフォームが崩壊する場合、工程b）を、1回または複数回繰り返すことによって、複数回、フォームを安定化および不安定化してもよい。
【０１９９】
ある態様において、液体相は、自己集合した力伝達ペプチドネットワークを形成することができるペプチドを溶解して溶液を形成することができる極性液体である。あるいは、ペプチドは極性液体に溶けずまたはほんの一部しか溶けず、および分散が形成される。その他の態様において、液相は、ペプチドを溶解して溶液を形成することができる非極性液体である。あるいは、ペプチドは非極性液体に溶けずまたはほんの一部しか溶けず、および分散が形成される。好適な極性液体の例として、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトニトリル、またはその混合物が含まれるが、これらに限定されない。好適な非極性液体の例として、ペンタン、ヘキサン、オクタンなどの炭化水素および炭化水素の混合物、オリーブ油、ヒマワリ油、ベニバナ油、ブドウ種油、ゴマ油、ココナッツ油、菜種油、トウモロコシ油、亜麻仁油、ヤシ油、ヤシ核油、ピーナッツ油、および大豆油などの液体油、もしくは不飽和脂肪酸が豊富なトリアシルグリセロール、またはその混合物が含まれるが、これらに限定されない。気体は、フォームが使用される用途に好適な任意の気体であってもよい。好適な気体には、空気、窒素、酸素、水素、ヘリウム、およびアルゴンが含まれるが、これらに限定されない。
【０２００】
またさらなる局面において、液体-液体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークを含むエマルジョンの安定性を調節する方法であって、以下の工程を含む方法が提供される：
ia）1回目に、液体-液体界面を、ペプチドネットワークにおけるペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第1の刺激に曝露させる工程；ならびに
iia）2回目に、液体-液体界面を、第1の刺激への曝露によって取り入れられたペプチドネットワークにおけるペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第2の刺激に曝露させる工程。
【０２０１】
ある態様において、第1の刺激は、例えばペプチドの液体-液体界面に対する親和性を増大させ、またはペプチド間の反発を除去しもしくはペプチド間のさらなる相互作用を生じさせるようにペプチドの電荷または極性を変化させることによって、自己集合した力伝達ペプチドネットワークの形成を引き起こす。ある態様において、第1の刺激は、例えばペプチドネットワークにおけるペプチド間の相互作用の数および/または強度を増大させることによって、ペプチドネットワークによる力の伝達の増大を引き起こす。これらの態様において、第2の刺激は、例えばネットワーク内のペプチド間の相互作用の数および/もしくは強度を低下させることによって、ペプチドネットワークによる力の伝達の低下を引き起こし、または例えば、ネットワーク内のペプチド間の反発を導入し、および/もしくはペプチドの液体-液体界面に対する親和性を低下させることによって、力の伝達の廃絶を引き起こしてもよい。これは、第1の刺激への曝露によるエマルジョンの安定化および第2の刺激への曝露によるエマルジョンの不安定化を結果的にもたらす。ある場合には、分散相の合一が生じ、2つの相の分離が結果的に生じる程度まで、エマルジョンを不安定化する。
【０２０２】
その他の態様において、第1の刺激は、例えばネットワークにおけるペプチド間の相互作用の数および/または強度を低下させることによって、液体-液体界面におけるペプチドネットワークの力の伝達を低下させる。その後、第2の刺激は、例えばネットワーク内の相互作用の強度および/または数を増大させることによって、液体-液体界面におけるペプチドネットワークの力の伝達を増大させる。これらの態様において、エマルジョンは最初に安定性が低下し、および第2の刺激への曝露によって、フォームの安定性は増大する。
【０２０３】
自己集合した力伝達ペプチドネットワークを含むエマルジョンを以下の工程によって調製してもよい：
A）自己集合した力伝達ペプチドネットワークを形成することができるペプチドを第1の液体に溶解または分散させて溶液または分散を形成する工程；および
B）溶液または分散を第2の液体と混合してエマルジョンを形成する工程。
【０２０４】
混合は、当技術分野において公知の2つの不混和性の液体を混合してエマルジョンを形成する任意の手段であってもよい。混合の好適な手段は、振盪またはかき混ぜ、ホモジナイゼーション、剪断に適用すること、および2つの液体を高速または高圧で容器にポンプで汲み上げることによる2つの液体の攪拌を含むが、これらに限定されない。混合の強さが、エマルジョン形成の技術分野において公知であるようなエマルジョンが形成される速さおよび分散した液体相における滴の大きさを決定すると考えられる。
【０２０５】
自己集合した力伝達ペプチドネットワークは、エマルジョンが形成される時に流体-流体界面において形成されてもよい。エマルジョン形成の間に、より多くのペプチドがバルク相から界面に移動してペプチドネットワークを形成する。あるいは、ペプチドネットワークは、エマルジョンが形成された後、熟成の期間の間に形成されてもよく、そこではペプチドがバルク溶液から液体-液体界面に移動する。エマルジョン形成の間または後のペプチドネットワークの形成は、少なくとも一部はバルク溶液中のペプチドの濃度および液体-液体界面に対するその親和性に依存すると考えられる。液体-液体界面に対する高い親和性、界面への侵入に対する低いエネルギー障壁、およびその他のペプチドと相互作用する能力を有する高濃度のペプチドは、エマルジョンにおけるペプチドネットワークの形成を加速すると考えられる。
【０２０６】
ある態様において、工程A）で形成された溶液または分散を、例えば液体-液体界面におけるペプチド間の反発を引き起こすことによって、またはペプチドの液体-液体界面に対する親和性を低下させることによって、安定なエマルジョン形成の可能性を低下させる第1の刺激に曝露することにより、エマルジョンの形成を遅延させてもよい。第1の不混和性の液体および第2の不混和性の液体の混合の期間の後、ペプチドネットワークの形成およびエマルジョンの安定化を引き起こす第2の刺激を溶液または分散に導入する。
【０２０７】
ある態様において、工程ia）およびiia）、ならびに任意で、不安定化の後で2つの液体相が分離する場合、工程B）を、1回または複数回繰り返すことによって、複数回、エマルジョンを安定化および不安定化してもよい。
【０２０８】
ある態様において、第1の液体は、自己集合した力伝達ペプチドネットワークを形成することができるペプチドを溶解して溶液を形成することができる極性液体である。その他の態様において、ペプチドは極性液体に溶けずまたはほんの一部しか溶けず、および分散が形成される。これらの場合、第2の液体は、極性溶媒と混和しない非極性溶媒である。ある態様において、第1の液体は、自己集合した力伝達ペプチドネットワークを形成することができるペプチドを溶解して溶液を形成することができる非極性液体である。あるいは、ペプチドは非極性液体に溶けずまたはほんの一部しか溶けず、および分散が形成される。これらの場合、第2の液体は、非極性溶媒と混和しない極性溶媒である。好適な極性液体の例として、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトニトリル、またはその混合物が含まれるが、これらに限定されない。好適な非極性液体の例として、ペンタン、ヘキサン、オクタンなどの炭化水素および炭化水素の混合物、オリーブ油、ヒマワリ油、ベニバナ油、ブドウ種油、ゴマ油、ココナッツ油、菜種油、トウモロコシ油、亜麻仁油、ヤシ油、ヤシ核油、ピーナッツ油、および大豆油などの液体油、もしくは不飽和脂肪酸が豊富なトリアシルグリセロール、またはその混合物が含まれるが、これらに限定されない。
【０２０９】
本発明が容易に理解され、かつ実際的に施行され得るために、以下の非限定的な実施例を通じて、特定の好ましい態様をこれから記載する。
【０２１０】
実施例：
特に指示のない限り、試薬は分析等級であった。超純水はMilliQ水精製ユニット（Millipore, North Ryde, NSW, Australia）で生産し、＞18.2MΩcmの抵抗率を有した。ガラス製品は、2％（v/v）Decon90（Decon Laboratories Ltd, Hove, East Sussex, UK）に浸すことによって清潔にし、MilliQ水で何度も濯ぎ、新たに調製したピラニア溶液（等量の30％（v/v）H2O2および98％（v/v）H2SO4）に30分間浸し、その後大量のMilliQ水で濯ぎ、続いてエタノールおよびアセトンで最後の濯ぎを行なった。
【０２１１】
β-ラクトグロブリン（90％）、マンデル酸メチル（97％）、マンデル酸（99％）、カンジダ・アンタルクティカ（Candida antarctica）由来のリパーゼアクリル樹脂（リポラーゼ）およびカンジダ・ルゴサ（Candida rugosa）リパーゼVII型はSigma（St Louis, MO, USA）からのものであった。β-ラクトグロブリンについてのタンパク質濃度は、1.0mg/mL溶液についてのA280＝1.08を用いて決定した。リン酸緩衝化生理食塩水（PBS）は、137mM NaCl、2.7mM KCl、12mM Na2HPO4、1.8mM KH2PO4を含み、HClでpH 7.4に調整した。Ni(NO3)2.6H2Oは実験用等級であった。粗油（Rang Dong含ろう粗油、Arabミディアム粗油）はBPからの贈与物であった。トルエンおよびアセトニトリルはHPLC等級であった。
【０２１２】
マンデル酸メチルおよびマンデル酸を含む生体触媒試料の逆相HPLC分析にはC18逆相カラム（150×4.6mm, Jupiter 5μm, 300A, Phenomenex, Torrance CA）を使用し、および20％アセトニトリルを含む0.1％（v/v）トリフルオロ酢酸（TFA）による定組成溶出を利用した。ピークは254nmにおける吸収によって検出した。HPLC分析の前に、ペプチド安定化水中トルエン型エマルジョンまたはアセトニトリル溶剤から得られた生体触媒試料を0.1％（v/v）TFA中で1：5に希釈し、および0.45μMテフロン膜を通して濾過した。
【０２１３】
ペプチドは固相合成によって調製し、および指示の下でAuspep Pty Ltd（SEQ ID NO：1, SEQ ID NO：2, Parkville, Victoria, Australia）、GLS Biochem（Shanghai）Ltd（SEQ ID NO：3, SEQ ID NO：9, SEQ ID NO：10, Shanghai, China）、またはGenscript Corporation（SEQ ID NO：2, SEQ ID NO：4, SEQ ID NO：6, SEQ ID NO：7, SEQ ID NO：8, SEQ ID NO：11, SEQ ID NO：12, SEQ ID NO：13, SEQ ID NO：14, SEQ ID NO：15, Piscataway, New Jersey, USA）によって合成された。SEQ ID NO：5を同じ様式で固相合成によって作製してもよい。全ての場合において、ペプチド純度は≧95％であった。レシピに従って、ペプチドをMilliQ水に公知の重量濃度（0.5〜0.7mg/mL）で溶解し、およびペプチドのアリコート（0.2〜0.5mL）を凍結乾燥した。凍結乾燥したペプチドアリコートを-80℃で保存し、および使用直前に室温で温め、かつ緩衝液に溶解した。ペプチド濃度は、定量的アミノ酸分析を用いて決定した（QAA, Australian Proteome Analysis Facility, Sydney, NSW, Australia）。SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：3、SEQ ID NO：4、SEQ ID NO：5、SEQ ID NO：6、SEQ ID NO：7、SEQ ID NO：8、SEQ ID NO：9、SEQ ID NO：10、SEQ ID NO：11、SEQ ID NO：12、SEQ ID NO：13、SEQ ID NO：14、およびSEQ ID NO：15と表されたペプチドの配列を表4に示す。
【０２１４】
（表４）ペプチド配列
2008531506.tif 000014
【０２１５】
ケンブリッジ界面張力計（CIT）
機器構成およびデータ処理は以前に報告された通りであった（Jones and Middelberg 2002c, Jones and Middelberg 2002a）。繊維光学的T-ピースをステンレス鋼槽（外法157×49×20mm、内法80×20×3mm）または同様の寸法のテフロン槽の上に取り付けた。ステンレス鋼槽の場合には8.0mLのMilliQ水、またはテフロン槽の場合には6.5mLのMilliQ水で槽を満たすことによって得られた、槽の縁の約2mm上にあるメニスカス上で互いに接触するように、T-ピースの位置合わせをした。
【０２１６】
最初の使用の前に、リン酸緩衝化生理食塩水中の0.1mg/mLのβ-ラクトグロブリンを用いた初期の力の伝達実験を行なうことによって、取り付けられたT-ピースをβ-ラクトグロブリンで不動態化した。60分の熟成の後、PBS中の0.1mg/mLのβ-ラクトグロブリンについて、150mN/mという界面弾性モジュールおよび14mN/mという最大界面応力が得られ、以前に公表された結果と同様であった（Jones and Middelberg, 2002c）。
【０２１７】
ペプチドの力の伝達
凍結乾燥したペプチドのアリコート（25〜90nmol）を-80℃における保存から持ち出し、室温まで温め、その後使用直前に緩衝液に溶解した。ペプチドストックのアリコートを、7〜9mLの容量中に所望の最終濃度（典型的には5μM）まで同じ緩衝液中で希釈した。固定容量のペプチド溶液（8.0mL、スチール槽、または6.5mL、テフロン槽）をt＝0の時点でCIT槽に移し、CIT槽の縁のおよそ1〜2mm上にメニスカスを与え、および1000μmという初期分離で予め位置合わせをしたT-ピースで水平にした。熟成後（特に指示がない限り60分）、界面を、5％歪みまでの8回繰り返した負荷サイクル（平均化に用いた）に供し、その後250〜300Hzデータ取得を伴った100〜200μm/sまでのモーター速度セットを用いて、300％歪みまでの1回の負荷サイクルに供した。ペプチドの物理的および/または化学的特性を変化させる刺激の添加による予め形成された界面の修飾が望ましい場合、小さい容量（典型的には200μL未満）の刺激の濃縮溶液を、T-ピース間の界面を乱すことなくT-棒の真下のCIT槽の中にピペッティングで注入し、ならびに5％歪みおよび300％歪みまでの負荷サイクルを繰り返す前に界面をさらに熟成させた。実験の合間に、MilliQ水の10回の交換により、インサイチュでT-ピースおよび槽を濯いだ。任意の残存する金属イオンを除去する必要がある場合、MilliQ水で濯ぐ前に、CIT槽を短期間5mM EDTAに浸した。
【０２１８】
1％歪みで割った、1％歪みに対する界面応力-歪み曲線の傾き（データは、1つの界面に関して8回繰り返した負荷サイクルからプールした）として、界面弾性モジュールを決定した。最大界面応力の値は、300％歪みに対する界面応力-歪み曲線から直接読み取った。
【０２１９】
円二色性
0.5nmのデータ周期、0.5nmのバンド幅、4秒の反応時間、および5つの集積を用いて、50nm/分の走査速度でJasco J-810分光偏光計（Jasco Inc., Easton, MD, USA）によって、260から190nmまで、pH 3.0、6.0、8.0、または11.0の混合した1mMリン酸ナトリウム、1mMクエン酸ナトリウム、1mMホウ酸ナトリウム緩衝液中でSEQ ID NO：3を有する2.5μMペプチドのスペクトルを記録した。各々のpHについて緩衝液ベースラインを記録し、かつ同じpHのペプチドについて記録されたスペクトルを修正するために使用した。
【０２２０】
0.1nmのデータ周期、1nmのバンド幅、2秒の反応時間、および5つの集積を用いて、50nm/分の走査速度でJasco J-810円二色性分光計によって、260から190nmまで、100μM CuSO4、100μM ZnSO4、100μM Ni(NO3)2、または100μM EDTAのいずれかを含む25mM MOPS、pH 6.2中でSEQ ID NO：2を有する100μMペプチドのスペクトルを記録した。
【０２２１】
界面張力
場合によっては、液滴テンシオメトリーを用いて界面張力測定を行なった。SEQ ID NO：2を有するペプチド（100μM CuSO4、100μM Ni(NO3)2、または100μM EDTAを含む25mM HEPES、100mM NaCl、pH 7.4の中に5μM）を公知の外径の針に接続したガラス注射器に入れて満たした。針を逆さにし、かつ防振台の上に設置されたKruss Drop Shape Analysis System DSA 10（Kruss GmbH, Hamburg, Germany）の湿度チャンバーの内側に先端を位置付けた。各時間経過について、時間＝0秒の時点で、SEQ ID NO：2を有するペプチドを含む10〜20μL初期容量の液滴を形成した。製造元が供給したソフトウェアDrop Shape Analysis 1.10と連結した軸対称の液滴形分析によって、500秒にわたって液滴の界面張力の変化を決定した。最低3滴のペプチド溶液を形成し、および汚染物質の集積を避けるために、各々の液滴測定の直前に廃棄した。ペプチド非存在下での緩衝液を用いた並行実験は安定な界面張力を示し、非常に低レベルの何らかの表面活性汚染物質が存在することが示された。
【０２２２】
あるいは、液滴テンシオメトリーについて記載されたのと同じ機器を用いた気泡テンシオメトリーによって界面張力を決定した。100μM ZnSO4もしくはEDTAを含む25mM HEPES、pH 7.4中のSEQ ID NO：2を有する5μMペプチド、またはH2SO4でpH 3.6まで酸性化した25mM HEPES中のSEQ ID NO：2を有する5μMペプチドの溶液を石英キュベット（Hellma GmbH & Co., Mullheim, Germany）に入れて満たした。公知の外径のU字型針に接続した逆さの針を用いて、キュベットの内側に空気泡（約9μL）を形成した。軸対称の泡形分析によって、1000sにわたって界面張力の変化を自動で決定した。最低3つの空気泡を形成し、および汚染物質の集積を避けるために、各々の空気泡が測定される直前に廃棄した。1000sでの界面張力は、泡形分析から決定した15個の値の平均として決定した。ペプチド非存在下での緩衝液を用いた並行実験は、73mN/mに近い安定な界面張力を示し、わずかなレベルの表面活性汚染物質が存在することが示された。
【０２２３】
エマルジョン調製
最高速度24,000rpmで3分間操作しながらYstral X10ローターステーターホモジナイザー（Ystral GmbH, Ballrechten-Dottingen, Germany）を用いて、えり抜きのペプチドの水溶液をえり抜きの油と激しく機械的にかき混ぜることによって、水中油型エマルジョンを調製した。ペプチド溶液および油は、3.5mLまでの合わせた容量を有し、およびホモジナイザー分散ツールが挿入された4mLガラスバイアルの中でホモジナイズされた。典型的な油体積分率は10〜20％であった。ホモジナイゼーションの直後、エマルジョンの試料を緩衝液中で希釈し、および500nmにおける光学密度を決定した。Cameron（Cameron et al., 1991）に従い、添加された乳化剤のグラム当たりの安定化された界面の平方メートルの単位で乳化活性指数（EAI）を算出した：
2008531506.tif 000015
式中、Tは濁度であり、cはmg mL-1における乳化剤濃度であり、かつφはエマルジョンにおける油体積分率である。濁度は、以下ように500nmにおける光学密度から算出される：
2008531506.tif 000016
式中、Dは希釈係数（典型的には100〜200）であり、かつ路長はメートルで与えられる（この場合、0.01m＝1cm）。
【０２２４】
フォーム調製
ペプチド溶液のアリコート（0.8mL）をピペッティングすることによってペプチド含有フォームを調製し、図5に示されたようなオーダーメイドのガラス装置に入れた。その後、およそ6秒間、装置の焼結フィルターを通して空気を泡立て、フォームの柱を産生した。フォームの安定性を目で観察し、および部分的なまたは完全なフォーム崩壊に必要とされる時間を書き留めた。フォームの安定性を調節するために、濃縮したストック溶液のアリコート（典型的には2〜10μL）をガラス装置に添加し、新しいフォームの産生前にバルク溶液組成を変えた。ある場合には、既存のフォームの柱の上端へのストック溶液の添加は、部分的なまたは完全なフォームの崩壊を引き起こした。
【０２２５】
実施例1
pH 8でSEQ ID NO：2を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達
SEQ ID NO：2を有するペプチドの溶液（1mMリン酸ナトリウム、1mMクエン酸ナトリウム、および1mMホウ酸ナトリウム、pH 8中に3.3μM）から空気-水界面で60分にわたってネットワークを自己集合させた。5％歪みまでの8回繰り返した負荷サイクルを実行した。プールしたデータに関する1％歪みについての直線回帰分析によって、81.4mN/mという界面弾性モジュールが与えられた。高い歪みまでの1回の負荷サイクルによって、12％歪みにおける1.9mN/mという最大界面応力が与えられた。結果は、SEQ ID NO：2を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークが、pH 8で空気-水界面において力を伝達するということを示している。
【０２２６】
実施例2
pH 3でSEQ ID NO：2を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達
pH 3であること以外は同じ緩衝液中のSEQ ID NO：2を有するペプチドを用いて、実施例1で記載された実験を繰り返した。熟成後、界面弾性モジュールは19.7mN/mであり、かつ最大界面応力は0.3mN/mであった。結果は、SEQ ID NO：2を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークにおける力の伝達が、pH 3で本質的に廃絶されたということを示している。
【０２２７】
実施例3
pH 8でSEQ ID NO：1を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達
pH 8でかつ7.0μMの濃度のSEQ ID NO：1を有するペプチドを用いて、実施例1で記載された実験を繰り返した。熟成後、界面弾性モジュールは18.2mN/mであり、かつ最大界面応力は0.3mN/mであった。以前にも示された通り（Jones and Middelberg, 2002b）、SEQ ID NO：1を有するペプチドは、界面ペプチドネットワークを形成する能力を欠いている。
【０２２８】
実施例4
界面活性剤Tween 80による空気-水界面における力の伝達
界面活性剤Tween 80（MilliQ水中に0.02％ w/v）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは9.5mN/mであり、かつ最大界面応力は0.4mN/mであった。結果は、Tween 80が界面ネットワークを形成する能力を欠く界面活性剤であるということを示している。
【０２２９】
実施例5
SEQ ID NO：2を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達の混乱
SEQ ID NO：2を有するペプチド（1mMリン酸ナトリウム、1mMクエン酸ナトリウム、および1mMホウ酸ナトリウム、pH 8中に10μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは67.0mN/mであり、かつ最大界面応力は11％歪みにおいて1.2mN/mであった。その後、HClを添加し、3.0まで溶液のpHを低下させた。熟成後、界面弾性モジュールは4mN/mであり、かつ最大界面応力は0.2mN/mであった。これらの結果は、pHが、ペプチドがネットワークを形成する能力に影響を与えることができ、かつ界面で既に形成されたネットワークを混乱または散逸させることができるということを示している。
【０２３０】
実施例6
SEQ ID NO：2を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達に対する添加されたNi(II)の効果
SEQ ID NO：2を有するペプチド（1mM Ni(NO3)2または5mM EDTAのいずれかを含むpH 7.4の25mM HEPES、100mM NaCl中に3.5μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは、Ni(II)の存在下では105.3mN/m、およびEDTAの存在下では32.6mN/mであり、かつ最大界面応力は、Ni(II)の存在下では29％歪みにおいて6.1mN/m、およびEDTAの存在下では0.5mN/mであった。同じ緩衝液中でかつ同じ条件下の、添加されたNi(II)またはEDTAがない、SEQ ID NO：2を有するペプチドのみのペプチドネットワークと比較すると、Ni(II)の存在は、65.8mN/mから105.3mN/mへと界面弾性モジュールを増大させ、かつ1.6mN/mから6.1mN/mへと最大界面応力を増大させる。他方、金属キレート剤である、EDTAの存在は、65.8mN/mから32mN/mへと界面弾性モジュールを減少させ、かつ1.6mN/mから0.5mN/mへと最大界面応力を減少させる。これらの結果は、SEQ ID NO：2を有するペプチドが通常の取扱いの間に外来の金属イオンに結合し、および金属イオンの存在がペプチドネットワークを強化しているということを示している。
【０２３１】
実施例7
SEQ ID NO：2を有するペプチドから形成されたNi(II)含有ペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達の混乱
SEQ ID NO：2を有するペプチド（1mM Ni(NO3)2の存在下における25mM HEPES緩衝液、100mM NaCl、pH 7.4中に3.5μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは103.4mN/mであり、かつ最大界面応力は、29％歪みにおいて5.9mN/mであった。その後、EDTAを添加して5mMのバルク溶液濃度を与えた。EDTA添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは49.0mN/mであり、かつ最大界面応力は、12％歪みにおいて1.0mN/mであった。
【０２３２】
実施例8
SEQ ID NO：2を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達に対する添加されたZn(II)の効果およびEDTA添加による力の伝達の混乱
SEQ ID NO：2を有するペプチド（添加された金属イオンの非存在下における、25mM HEPES緩衝液、pH 7.4中に5.0μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは35mN/mであり、かつ最大界面応力は0.5mN/mであった。その後、ZnSO4を添加して100μMのバルク溶液濃度を与えた。ZnSO4添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは131mN/mであり、かつ最大界面応力は、41％歪みにおいて8.1mN/mであった。その後、EDTAを添加してバルク溶液濃度200μMを与えた。EDTA添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは、30mN/mであり、かつ最大界面応力は0.6mN/mであった。
【０２３３】
実施例9
酸の添加によるSEQ ID NO：2を有するペプチドから形成されたZn(II)含有ペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達の混乱および塩基での中性化による力の伝達の回復
SEQ ID NO：2を有するペプチド（100μM ZnSO4の存在下における25mM HEPES、100mM NaCl、pH 7.4中に5.0μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは103mN/mであり、かつ最大界面応力は、46％歪みにおいて6.9mN/mであった。その後、HClを添加して溶液のpHを3.8まで低下させた。HCl添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは4mN/mであり、かつ最大界面応力は0.1mN/mであった。その後、NaOHを添加して溶液のpHを7.4まで回復させた。NaOH添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは93mN/mであり、かつ最大界面応力は、40％歪みにおいて6.9mN/mであった。
【０２３４】
実施例10
SEQ ID NO：2を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達に対する添加されたCu(II)の効果およびEDTAの添加による力の伝達の混乱
添加された金属イオンの非存在下で、SEQ ID NO：2を有するペプチド（25mM HEPES緩衝液、100mM NaCl、pH 7.4中に5.0μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは30mN/mであり、かつ最大界面応力は0.5mN/mであった。CuSO4を添加して100μMのバルク溶液濃度を与えた。CuSO4添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは118mN/mであり、かつ最大界面応力は、33％歪みにおいて8.4mN/mであった。その後、EDTAを添加して100μMのバルク溶液濃度を与えた。EDTA添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは19mN/mであり、かつ最大界面応力は0.4mN/mであった。
【０２３５】
実施例11
酸の添加によるSEQ ID NO：2を有するペプチドから形成されたCu(II)含有ペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達の混乱および塩基での中性化による力の伝達の回復
SEQ ID NO：2を有するペプチド（100μM CuSO4を含む25mM HEPES、100mM NaCl、pH 7.4中に5.0μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは235mN/mであり、かつ最大界面応力は、76％歪みにおいて11.1mN/mであった。その後、HClを添加して溶液のpHを3.8まで低下させた。HCl添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは15mN/mであり、かつ最大界面応力は0.4mN/mであった。その後、NaOHを添加して溶液のpHを7.4まで回復させた。NaOH添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは204mN/mであり、かつ最大界面応力は、62％歪みにおいて11.7mN/mであった。
【０２３６】
実施例12
SEQ ID NO：2を有するペプチドについての空気-水界面における吸着の動態の金属イオン依存性
SEQ ID NO：2を有するペプチド（pH 7.4でかつ100μM ZnSO4、100μM CuSO4、100μM Ni(NO3)2、または100μM EDTAのいずれかを含む25mM HEPES、100mM NaClの中に5μM）の溶液について上で記載した通りに、液滴テンシオメトリー測定を行なった。SEQ ID NO：2を有するペプチドの溶液の液滴を10〜20μL初期容量で形成し、および軸対称の液滴形分析によって、500秒にわたって液滴の界面張力の変化を決定した。100μM EDTAの存在下において、SEQ ID NO：2を有するペプチドは、液滴の界面張力を速やかに低減させ、空気-水界面における速やかな吸着を示した。界面張力の低下は、単一の動態相として生じた。100μM Zn(II)の存在下において、および特に100μM Ni(II)の存在下において、界面張力の低下はずっと遅かったが、依然として単相であった。100μM Cu(II)の存在下において、曲線の形は明らかに異なり、2つの動態相を示した。結果は、SEQ ID NO：2を有するペプチドが、Cu(II)の存在下においてバルク溶液中で高度に構造化され（実施例13も参照）、およびひとたび適度の界面被覆が達成されれば、界面への侵入に対する速度論的障壁（kinetic barrier）を受けるというモデルと一致する（Middelberg et al., 2000）。最終的な界面張力は、全ての添加物の存在下におけるSEQ ID NO：2を有するペプチドについてよく似ており、この場合、ネットワークを成そうが成すまいが、ペプチドが界面において同様の表面過剰で存在するということを示している。Zn(II)またはNi(II)の存在下におけるSEQ ID NO：2を有するペプチドのより遅い吸着は、金属が異なるペプチド分子を架橋結合する、より大きい複合体の形態でペプチドが存在するということを示す可能性がある。
【０２３７】
実施例13
SEQ ID NO：2を有するペプチドについてのバルク溶液構造に対する添加された金属イオンの効果
SEQ ID NO：2を有するペプチドによる力の伝達に対する添加された金属イオンの作用の様式を明確にするために、添加されたCu(II)、Zn(II)、Ni(II)、またはEDTAの存在下において、バルク溶液中のペプチドについて円二色性スペクトルを記録した。SEQ ID NO：2を有するペプチドの溶液を調製し（100μM CuSO4、100μM ZnSO4、100μM Ni(NO3)2、または100μM EDTAのいずれかを含む25mM MOPS、pH 6.2中に100μMペプチド）、および円二色性スペクトルを記録した。EDTA、Zn(II)、またはNi(II)の存在下におけるスペクトルは互いに同等であり、かつランダムコイルペプチドスペクトルの特色によって特色付けられ、SEQ ID NO：2を有するペプチドへのZn(II)またはNi(II)の添加は、バルク溶液中のペプチドの立体配座をそれほど変化させないということ、およびペプチドはこれらの条件下では大部分が構造化していないということを示している。しかしながら、Cu(II)の存在下におけるSEQ ID NO：2を有するペプチドについてのスペクトルは、特徴的な二重極小のα-ヘリックスペプチド立体配座によって特色付けられ、Cu(II)のペプチドへの結合がヘリックス構造を安定化させるということを示している。結果は、Cu(II)が界面におけるネットワーク形成を促進する際に、Zn(II)またはNi(II)とは異なる機構によって作用し、分子間ペプチド-ペプチド架橋結合がZn(II)およびNi(II)に対して支配的な役割を果たし得るのに対して、分子内ヘリックス安定化がCu(II)に対する分子間ペプチド-ペプチド架橋結合よりも支配的であるということを示唆する。
【０２３８】
実施例14
SEQ ID NO：3を有するペプチドから空気-水界面において形成されたペプチドネットワークのpH依存性、およびバルク溶液中のペプチド2次構造
SEQ ID NO：3を有するペプチド（pH 3.0、6.0、8.0、または11.0の1mMリン酸ナトリウム、1mMクエン酸ナトリウム、1mMホウ酸ナトリウム中に2.5μM）を用いて、空気-水界面を調製した。円二色性測定（図4、一番上のグラフ）は、全てのpH値において、図1、Cで示されたようなSEQ ID NO：3についてのコイルドコイル構造と一致するθ222/θ208比を与えた。各pHにおいて、繰り返して、界面弾性モジュールおよび最大界面応力を決定した。データポイントは、平均からの2つの標準偏差に対するエラーバーを有する平均値を示している。図4、一番下のグラフは、界面弾性モジュール 対 pHまたは最大界面応力 対 pHのプロットを示している。
【０２３９】
pH 8において、SEQ ID NO：3を有するペプチドによって形成されたペプチドネットワークは、266.8mN/mという平均界面弾性モジュールおよび20.5mN/mにおける平均最大界面応力を示す。
【０２４０】
pH 6.0および11.0において、SEQ ID NO：3を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる力の伝達は、pH 8.0において測定された力の伝達と実験誤差の範囲内で同等である。しかしながら、pH 3.0において、界面弾性モジュールおよび最大界面応力の値は2倍下がる。より低いpHにおけるSEQ ID NO：3を有するペプチド上の正電荷の増大は、バルク溶液中のペプチド2次構造に影響を与えることなく、疎水性の空気-水界面に対するSEQ ID NO：3を有するペプチドの親和性または界面におけるSEQ ID NO：3を有するペプチド間の相互作用の強度のいずれかを弱化するように思われる。
【０２４１】
実施例15
SEQ ID NO：3を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達に対するカオトロピック剤の効果
SEQ ID NO：3を有するペプチド（6.0M尿素の存在下または非存在下における、pH 8の1mMリン酸ナトリウム、1mMクエン酸ナトリウム、1mMホウ酸ナトリウム中に1.0μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは、尿素の存在下では17.8mN/m、および尿素の非存在下では273.2mN/mであり、かつ最大界面応力は、尿素の存在下では0.3mN/m、および尿素の非存在下では19％歪みにおいて17.7mN/mであった。
【０２４２】
結果は、カオトロピック剤の存在が、ペプチドの2次構造および/またはペプチド間の相互作用を混乱させ、ならびにそれによってペプチドネットワークを混乱させ、かつ力の伝達を廃絶するということを示している。
【０２４３】
実施例16
SEQ ID NO：2を有するペプチドの乳化特性に対する金属イオン添加の効果
SEQ ID NO：2を有するペプチド（70μM CuSO4を含む1.8mLの25mM MOPS、100mM NaCl、pH 6.2中に63μM）およびシリコン油（10％体積分率）を用いて、水中油型エマルジョンを調製した。
【０２４４】
EAIは106m2g-1であった。SEQ ID NO：2を有するペプチドによる乳化に対する金属イオンの効果を決定するために、100μM EDTAの存在下において、同じ緩衝液中で、実験を繰り返した。100μM EDTAの存在下において、SEQ ID NO：2を有するペプチドについて、90m2g-1というEAIを決定した。
【０２４５】
比較のために、低塩緩衝液中のSEQ ID NO：2を有するペプチドを用いて、シリコン水中油型エマルジョンも調製した。SEQ ID NO：2を有するペプチド（添加されたNaCl非存在下において、70μM CuSO4を含む25mM MOPS、pH 6.2中に63μM）およびシリコン油（10％体積分率）を用いて、水中油型エマルジョンを調製した。EAIを91m2g-1と決定した。ペプチドを含むエマルジョンの3つ別々の1mL試料を4mLガラスバイアルに移した。第1のバイアルには何も添加しなかった。第2のバイアルにはEDTAを添加して濃度1mMを与えた。第3のバイアルにはHClを添加し、およそ2.0までpHを下げた。3つのアリコートを室温においてチューブローラーで穏やかに混合し、および10分後にEAIを再び決定した。この時間の後、添加物の非存在下においてEAIは89 m2g-1であり、添加されたHClの存在下においてEAIは92 m2g-1であり、かつ添加されたEDTAの存在下においてEAIは1 m2g-1であった。添加されたEDTAの存在下において、油相および水相は1分以内に完全に分離し、エマルジョンのスイッチングを示した。
【０２４６】
Cu(II)の存在下において形成されたエマルジョンの目視による比較およびEDTAの添加によるそれらの破壊も行なった。SEQ ID NO：2を有するペプチド（添加されたNaCl非存在下において、70μM CuSO4を含む25mM MOPS、pH 6.2中に63μM）およびシリコーン油（10％体積分率）を用いて、水中油型エマルジョンを調製した。エマルジョンを4mLガラスバイアルにおける2つ別々の1mL試料に分けた。第1のバイアルには何も添加しなかった。第2のバイアルにはEDTAを添加して濃度1mMを与えた。EDTA添加後数分以内に、合一が始まることを観察した。
【０２４７】
比較のために、SEQ ID NO：1を有するペプチド（1.8mLの25mM HEPES、100mM NaCl、pH 7.4中に200μg mL-1）およびシリコーン油（10％体積分率）を用いて、水中油型エマルジョンを調製した。EAIは33m2g-1であり、ネットワークを形成する条件下のSEQ ID NO：2を有するペプチドについてよりも顕著に低かった。
【０２４８】
比較のために、食品で幅広く使用されている乳化剤である、タンパク質β-カゼイン（1mMリン酸Na+、50mM NaCl、pH 7.0中に156μg mL-1）を用いて、10％シリコーン水中油型エマルジョンも調製した。EAIは49m2g-1であり（2回以上の乳化試行を平均化した）、ネットワークを形成する条件下のSEQ ID NO：2を有するペプチドについてよりも顕著に低かった。
【０２４９】
比較のために、食品で幅広く使用されている乳化剤でもある、タンパク質β-ラクトグロブリン（1mMリン酸Na+、50mM NaCl、pH 7.0中に156μg mL-1）を用いて、10％シリコーン水中油型エマルジョンも調製した。EAIは51m2g-1であり（2回以上の乳化試行を平均化した）、ネットワークを形成する条件下のSEQ ID NO：2を有するペプチドについてよりも顕著に低かった。
【０２５０】
実施例17
酸の添加によるSEQ ID NO：2を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面におけるZn(II)が増強した力の伝達の混乱および塩基での中性化による力の伝達の回復
SEQ ID NO：2を有するペプチド（25mM HEPES、pH 7.4中に5.0μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは30mN/m未満であり、かつ最大界面応力は0.5mN/mであった。その後、ZnSO4を添加してバルク溶液濃度100μMを与えた。熟成後、界面弾性モジュールは121mN/mであり、かつ最大界面応力は6.9mN/mであった。その後、H2SO4を添加して3.6までpHを低下させた。H2SO4添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは17mN/mであり、かつ最大界面応力は0.2mN/mであった。その後、NaOHを添加してpHを7.4まで回復させた。NaOH添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは120mN/mであり、かつ最大界面応力は7.8mN/mであった。
【０２５１】
実施例18
SEQ ID NO：2を有するペプチドから形成された界面ネットワークの気泡テンシオメトリー
気泡テンシオメトリー測定は、SEQ ID NO：2を有するペプチド（100μM ZnSO4もしくは100μM EDTAを含む25mM HEPES、pH 7.4中に5μM、またはH2SO4の添加によりpH 3.6に調整した25mM HEPES中に5.0μM）について上述のように行った。界面張力の変化は軸対称の泡形分析によって、1000sにわたって界面張力の変化を自動で決定した。1000sでの界面張力は、泡形分析から決定した15個の値の平均として決定した。ペプチド非存在下での緩衝液を用いた並行実験は、73mN/mに近い安定な界面張力を示し、わずかなレベルの表面活性汚染物質が存在することが示された。
【０２５２】
気泡テンシオメトリー測定は、SEQ ID NO：2を有するペプチドが、Zn(II)イオンの存在下もしくは非存在下で、またはpH 3.6までの酸性化の後に、中性pHにおいてと同様の程度に空気-水界面で吸着したということを示した。外来の金属イオンを捕捉するために添加された、EDTAの存在下において、SEQ ID NO：2を有するペプチドは空気-水界面における界面張力を速やかに下げ、1000s後に52.9mN/mの値を達成した。100μM Zn(II)が存在する場合、1000sにおける界面張力は52.1mN/mであり、一方3.6のpHまでのH2SO4の含有は、わずかにより高い界面張力54.6mN/mを与えた。結果は、それゆえ、非ネットワーク状態よりもむしろネットワークの形成が、界面におけるペプチド濃度の大きい変化を伴わなかったということを示している。
【０２５３】
実施例19
亜鉛（II）イオンおよびSEQ ID NO：2を有するペプチドを含むペプチドネットワークの乳化特性に対する酸性化の効果
SEQ ID NO：2を有するペプチド（200μM ZnSO4を含む25mM HEPES、pH 7.4中に60μM）およびトルエン（20％体積分率）を用いて、水中油型エマルジョンを調製した。EAIは360m2g-1であった。
【０２５４】
乳化スイッチングの目による観察の増強のために、SEQ ID NO：2を有するペプチド（250μM ZnSO4および10μMメチレンブルー色素を含む25mM HEPES、pH 7.4中に60μM）およびトルエン（50μMスーダンIII色素を含む20％体積分率）を用いて、第2の水中油型エマルジョンを調製した。ペプチド-Zn(II)ネットワーク安定化エマルジョンは、室温で20時間にわたって相合一に対して安定であった。しかしながら、酸（1.9M H2SO4）のアリコート（8μL）を1mLエマルジョンにかき混ぜながら添加した場合、油相（赤）および水相（青）の全体の分離が数秒で生じた。両方の相の清澄な回収が10分以内に生じた。
【０２５５】
実施例20
亜鉛（II）イオンおよびSEQ ID NO：2を有するペプチドを含むペプチドネットワークの乳化特性に対するEDTAの効果
実施例19に記載された実験を繰り返したが、酸の添加の代わりに、下に記載された通りにEDTAを代用した。
【０２５６】
キレート剤（100mMエチレンジアミン四酢酸Na+（EDTA））のアリコート（8μL）を1mLの20％（v/v）水中トルエン型エマルジョンにかき混ぜながら添加した場合、エマルジョンは速やかに合一し、油相（赤）および水相（青）の全体の分離が数秒で生じ、かつ両方の相の清澄な回収が20分以内に生じた。
【０２５７】
実施例21
塩基の添加によるSEQ ID NO：9を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達の混乱および酸での中性化による力の伝達の回復
SEQ ID NO：9を有するペプチド（プロトン転移薬剤として作用する1mMスペルミンを含むpH 4.0の混合した1mMリン酸ナトリウム、1mMクエン酸ナトリウム、1mMホウ酸ナトリウム緩衝液中に5.0μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは496mN/mであり、かつ最大界面応力は、45％歪みにおいて16.9mN/mであった。NaOHを添加し、溶液のpHを8.0まで増大させた。NaOH添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは7mN/mであり、かつ最大界面応力は0.3mN/mであった。その後、HClを添加して溶液のpHを4.0まで回復させた。HCl添加およびさらなる熟成の後、弾性モジュールは355mN/mであり、かつ最大界面応力は、48％歪みにおいて17.0mN/mであった。
【０２５８】
実施例22
酸の添加によるSEQ ID NO：10を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達の混乱および塩基での中性化による力の伝達の回復
SEQ ID NO：10を有するペプチド（pH 11.0の混合した1mMリン酸ナトリウム、1mMクエン酸ナトリウム、1mMホウ酸ナトリウム中に5.0μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは91mN/mであり、かつ最大界面応力は、36％歪みにおいて4.8mN/mであった。その後、HClを添加して溶液のpHを7.0未満に低下させた。HCl添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは33mN/mであり、かつ最大界面応力は0.9mN/mであった。その後、NaOHを添加して溶液のpHを11.0まで回復させた。NaOH添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは65mN/mであり、かつ最大界面応力は、30％歪みにおいて4.7mN/mであった。
【０２５９】
実施例23
酸の添加およびその後の塩基での中性化によるSEQ ID NO：9を有するペプチドおよびSEQ ID NO：10を有するペプチドから形成された混合ペプチドネットワークの空気-水界面における力の伝達の変化
SEQ ID NO：9を有するペプチドおよびSEQ ID NO：10を有するペプチド（pH 7.0の混合した1mMリン酸ナトリウム、1mMクエン酸ナトリウム、1mMホウ酸ナトリウム中に各2.5μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは53mN/mであり、かつ最大界面応力は、77％歪みにおいて2.0mN/mであった。その後、HClを添加して溶液のpHを3.0まで低下させた。HCl添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは146mN/mであり、かつ最大界面応力は、26％歪みにおいて9.1mN/mであった。その後、NaOHを添加して溶液のpHを7.0まで回復させた。NaOH添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは60mN/mであり、かつ最大界面応力は、69％歪みにおいて2.6mN/mであった。
【０２６０】
実施例24
Ca2+イオンの添加によるSEQ ID NO：9を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達の増強
SEQ ID NO：9を有するペプチド（25mM HEPES、pH 7.0中に3.5μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは5mN/mであり、かつ最大界面応力は0.3mN/mであった。その後、CaCl2を添加してバルク溶液濃度100mMを与えた。Ca2+添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは80mN/mであり、かつ最大界面応力は、13％歪みにおいて4.0mN/mであった。
【０２６１】
実施例25
La(III)イオンの添加によるSEQ ID NO：9を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達の増強およびその後のEDTAの添加による力の伝達の変化
SEQ ID NO：9を有するペプチド（25mM HEPES、pH 7.0中に3.5μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは4mN/mであり、かつ最大界面応力は0.3mN/mであった。その後、LaCl3を添加してバルク溶液濃度10mMを与えた。LaCl3添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは1561mN/mであり、かつ最大界面応力は、294％歪みにおいて36.7mN/mであった。EDTAを添加してバルク溶液濃度40mMを与えた。EDTA添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは406mN/mであり、かつ最大界面応力は、36％歪みにおいて17.6mN/mであった。
【０２６２】
実施例26
ポリエチレンイミン(PEI)の添加によるSEQ ID NO：9を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達の増強
SEQ ID NO：9を有するペプチド（25mM HEPES、pH 8.0中に2.5μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは3mN/mであり、かつ最大界面応力は0.3mN/mであった。その後、ポリエチレンイミン（PEI）を添加してバルク溶液濃度0.2％（w/v）を与えた。PEI添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは18mN/mであり、かつ最大界面応力は、21％歪みにおいて0.9mN/mであった。
【０２６３】
実施例27 
スペルミンの添加によるSEQ ID NO：9を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達の増強
SEQ ID NO：9を有するペプチド（pH 7.0の混合した1mMリン酸ナトリウム、1mMクエン酸ナトリウム、1mMホウ酸ナトリウム中に3.5μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは4mN/mであり、かつ最大界面応力は0.3mN/mであった。その後、スペルミンを添加してバルク溶液濃度10mMを与えた。スペルミン添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは25mN/mであり、かつ最大界面応力は0.4mN/mであった。
【０２６４】
実施例28
混合したリン酸、クエン酸、およびホウ酸（PCB）緩衝液の添加によるSEQ ID NO：10を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達の増強
SEQ ID NO：10を有するペプチド（pH 7.3の25mM Tris.HCl、100mM NaCl中に5.0μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは29mN/mであり、かつ最大界面応力は0.5mN/mであった。その後、pH 7.0の混合したリン酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム（PCB）緩衝液を添加して1mMリン酸、1mMクエン酸、および1mMホウ酸というバルク溶液濃度を与えた。PCB添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは51mN/mであり、かつ最大界面応力は、39％歪みにおいて1.4mN/mであった。
【０２６５】
実施例29
Zn(II)イオンの添加によるSEQ ID NO：4を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達の増強およびその後のEDTAの添加による力の伝達の廃絶
SEQ ID NO：4を有するペプチド（pH 8.0の25mM Tris.HCl、100mM NaCl中に5.0μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは8mN/mであり、かつ最大界面応力は0.2mN/mであった。その後、ZnSO4を添加してバルク溶液濃度200μMを与えた。ZnSO4添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは132mN/mであり、かつ最大界面応力は、31％歪みにおいて6.3mN/mであった。その後、EDTAを添加してバルク溶液濃度250μMを与えた。EDTA添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは8mN/mであり、かつ最大界面応力は0.3mN/mであった。
【０２６６】
実施例30
La(III)イオンの添加によるSEQ ID NO：4を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達の増強およびその後のEDTAの添加による力の伝達の廃絶
SEQ ID NO：4を有するペプチド（pH 8.0の25mM Tris.HCl、100mM NaCl中に5.0μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは1mN/mであり、かつ最大界面応力は0.2mN/mであった。その後、LaCl3を添加してバルク溶液濃度1mM La(III)を与えた。LaCl3添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは165mN/mであり、かつ最大界面応力は、66％歪みにおいて7.2mN/mであった。その後、EDTAを添加してバルク溶液濃度2mMを与えた。EDTA添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは26mN/mであり、かつ最大界面応力は0.4mN/mであった。
【０２６７】
実施例31
酸の添加によるSEQ ID NO：4を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達の増強および塩基での中性化による力の伝達の混乱
SEQ ID NO：4を有するペプチド（pH 8.0の25mM Tris.HCl、100mM NaCl中に5.0μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは7mN/mであり、かつ最大界面応力は0.1mN/mであった。その後、HClを添加して溶液のpHを6.0まで低下させた。HCl添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは244mN/mであり、かつ最大界面応力は、10％歪みにおいて7.9mN/mであった。その後、NaOHを添加して溶液のpHを8.0まで回復させた。NaOH添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは8mN/mであり、かつ最大界面応力は0.4mN/mであった。
【０２６８】
実施例32
酸の添加によるSEQ ID NO：13を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達の混乱および塩基での中性化による力の伝達の回復
SEQ ID NO：13を有するペプチド（pH 8.0の25mM Tris.HCl、100mM NaCl中に6.0μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは55mN/mであり、かつ最大界面応力は、60％歪みにおいて2.0mN/mであった。HClを添加して溶液のpHを6.0まで低下させた。HCl添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは21mN/mであり、かつ最大界面応力は0.3mN/mであった。その後、NaOHを添加して溶液のpHを8.0まで回復させた。NaOH添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは53mN/mであり、かつ最大界面応力は、21％歪みにおいて1.8mN/mであった。
【０２６９】
実施例33
Zn(II)イオンの添加によるSEQ ID NO：13を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達の増強およびその後のEDTAの添加による力の伝達の低下
SEQ ID NO：13を有するペプチド（pH 7.3の25mM Tris.HCl、100mM NaCl中に6.0μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは62mN/mであり、かつ最大界面応力は、46％歪みにおいて2.5mN/mであった。その後、ZnSO4を添加して溶液濃度200μMを与えた。ZnSO4添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは677mN/mであり、かつ最大界面応力は、161％歪みにおいて24.4mN/mであった。その後、EDTAを添加して溶液濃度1mMを与えた。EDTA添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは49mN/mであり、かつ最大界面応力は、22％歪みにおいて1.3mN/mであった。
【０２７０】
実施例34
酸の添加によるSEQ ID NO：13を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面におけるNi(II)が増強した力の伝達の混乱、その後の塩基での中性化による力の伝達の回復、および初期値より高くpHを上げるための過剰の塩基の添加による力の伝達のさらなる増強
SEQ ID NO：13を有するペプチド（200μM Ni(NO3)2を含むpH 6.0の25mM MES中に6.0μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは179mN/mであり、かつ最大界面応力は、61％歪みにおいて11.1mN/mであった。その後、HClを添加して溶液pHを3.0まで低下させた。HCl添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは10mN/mであり、かつ最大界面応力は0.2mN/mであった。その後、NaOHを添加して溶液pHを6.0まで回復させた。NaOH添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは191mN/mであり、かつ最大界面応力は、93％歪みにおいて13.3mN/mであった。その後、NaOHを添加して溶液pHを8.0までさらに増大させた。NaOH添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは589mN/mであり、かつ最大界面応力は、121％歪みにおいて21.0mN/mであった。
【０２７１】
実施例35
SEQ ID NO：6を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達に対するpHの変化の効果
SEQ ID NO：6を有するペプチド（pH 6.0の25mM MES中に18μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは355mN/mであり、かつ最大界面応力は、109％歪みにおいて14.6mN/mであった。その後、HClを添加して溶液pHを3まで低下させた。HCl添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは119mN/mであり、かつ最大界面応力は、38％歪みにおいて6.1mN/mであった。その後、NaOHを添加して溶液pHを6まで回復させた。NaOH添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは315mN/mであり、かつ最大界面応力は、204％歪みにおいて14.3mN/mであった。
【０２７２】
実施例36
SEQ ID NO：2を有するペプチドの溶液から調製されたフォームの安定性に対する添加されたNaOH、HCl、Zn(II)、およびEDTAの効果
SEQ ID NO：2を有するペプチド（25mM HEPES pH 7.4中に0.3mg/mL）を用いて、上で記載されたようにフォームを調製した。フォーム崩壊はゆっくりで、かなりの容量のフォームが、フォーム形成後10分で依然として残っていた。その後、ZnSO4を添加してバルク溶液濃度400μMを与えた。ZnSO4添加後のペプチド溶液から調製された新しいフォームは、増強された安定性を示し、フォームの高さはフォーム形成後20分でほんのわずか低下したのみであった。その後、H2SO4を添加して溶液pHを3.6まで低下させ、30秒以内にフォームの崩壊をもたらした。pH 3.6に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは、フォーム形成後2分以内に完全に崩壊した。その後、NaOHを添加して溶液pHを7.4まで回復させた。pH 7.4に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは、良い安定性を示し、フォーム柱の高さはフォーム形成後10分でほんのわずか低下したのみであった。その後、EDTAを添加してバルク溶液濃度0.5mMを与え、60秒以内にフォームの崩壊をもたらした。EDTA添加後にペプチド溶液から調製された新しいフォームは、60秒以内にほぼ完全に崩壊した。その後、ZnSO4を添加し、それまでに添加された総量を考慮し、総バルク溶液濃度800μMを与えた。さらなるZnSO4添加後のペプチド溶液から調製された新しいフォームは、増強された安定性を示し、10分後に崩壊はほとんど明らかではなかった。
【０２７３】
実施例37
SEQ ID NO：9を有するペプチドの溶液から調製されたフォームの安定性に対する添加されたNaOH、HCl、La(III)、およびEDTAの効果
SEQ ID NO：9を有するペプチド（1mMリン酸ナトリウム、1mMクエン酸ナトリウム、1mMホウ酸ナトリウム緩衝液、pH 3.0中に0.3mg/mL）を用いて、フォームを調製した。フォームの遅い崩壊が観察され、その場合120秒で、フォームの限られた薄化が生じていたのみであった。
【０２７４】
その後、NaOHをフォーム柱に添加してバルク溶液pHを7.0まで至らせ、30秒以内にフォーム崩壊を引き起こした。pH 7.0までのペプチド溶液から調製された新しいフォームは、30秒後に本質的に完全な崩壊を示した。
【０２７５】
その後、LaCl3を崩壊したフォームに添加してバルク溶液濃度10mMを与えた。ペプチド溶液から新しいフォームを調製した。添加されたLa(III)の存在下で、フォームは極めてゆっくりと崩壊し、1時間後にかなりのフォームの高さが依然として残っていた。
【０２７６】
その後、HClを残っているフォームに添加して溶液pHを3.0まで回復させ、15分にわたってフォーム崩壊を引き起こした。ペプチド溶液から新しいフォームを調製した。pH 3のペプチド溶液から調製された新しいフォームはゆっくりと崩壊し、その場合フォーム崩壊は120秒後には完了しなかった。
【０２７７】
実施例38
SEQ ID NO：10を有するペプチドの溶液から調製されたフォームの安定性に対する添加されたNaOH、HCl、Ni(II)、およびEDTAの効果
SEQ ID NO：10を有するペプチド（1mMリン酸ナトリウム、1mMクエン酸ナトリウム、1mMホウ酸ナトリウム緩衝液、pH 6.0中に0.3mg/mL）を用いて、フォームを調製した。フォーム崩壊は、60秒後に本質的に完了した。
【０２７８】
その後、NaOHを添加して溶液pHを11.0まで至らせた。pH 11.0のペプチド溶液から調製された新しいフォームは、15分後に本質的に完了する遅い崩壊を示した。
【０２７９】
その後、Ni(NO3)2を添加してNi(II)濃度280μMを与えた。Ni(NO3)2の存在下でペプチド溶液から調製された新しいフォームは、フォーム崩壊が120秒後に本質的に完了するということを示した。
【０２８０】
その後、HClを添加して溶液pHを6.0まで回復させた。pH 6.0に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは、60秒後に本質的に完全な崩壊を示した。
【０２８１】
その後、NaOHを添加して、再び溶液pHを11.0まで至らせた。pH 11.0に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは、Ni(II)存在下においてpH 6またはpH 11のいずれかで以前に形成されたフォームよりも安定であり、おそらくpH滴定からの追加の塩の効果を反映していた。
【０２８２】
その後、EDTAを添加して最終濃度1.4mMを与えた。EDTAを伴うペプチド溶液から調製された新しいフォームは、30秒後に本質的に完全な崩壊を示した。
【０２８３】
実施例39
SEQ ID NO：4を有するペプチドの溶液から調製されたフォームの安定性に対する添加されたNaOH、HCl、La(III)、およびEDTAの効果
SEQ ID NO：4を有するペプチド（1mMリン酸ナトリウム、1mMクエン酸ナトリウム、1mMホウ酸ナトリウム緩衝液、pH 3.0中に0.3mg/mL）を用いて、フォームを調製した。フォーム崩壊は遅かった。
【０２８４】
その後、NaOHをフォーム柱に添加して溶液pHを7.0まで至らせ、90秒以内にフォーム崩壊を引き起こした。pH 7.0のペプチド溶液から調製された新しいフォームは、90秒後に本質的に完全な崩壊を示した。
【０２８５】
その後、LaCl3を添加し、バルク溶液La(III)濃度250μMを与えた。La(III)の存在下でペプチド溶液から調製された新しいフォームは、添加されたLa(III)の非存在下におけるよりも顕著に遅い崩壊を示した。
【０２８６】
その後、HClを残っているフォームに添加して溶液pHを3.0まで回復させた。pH 3.0に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは、La(III)の非存在下、pH 3におけるよりも速やかな崩壊を示した。
【０２８７】
その後、NaOHを添加して、再び溶液pHを7.0まで至らせた。pH 7.0に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは、適度に安定であった。
【０２８８】
その後、EDTAを添加してバルク溶液濃度2.5mMを与え、60秒以内に速やかなフォーム崩壊をもたらした。ペプチド溶液から調製された新しいフォームは、本実験のpHにおけるこのキレート剤によるLa(III)の非効率的な結合を反映し得る遅い崩壊しか示さなかった。
【０２８９】
実施例40
SEQ ID NO：13を有するペプチドの溶液から調製されたフォームの安定性に対する添加されたNaOH、HCl、Ni(II)、およびEDTAの効果
SEQ ID NO：13を有するペプチド（25mM MES pH 6.0中に0.3mg/mL）を用いて、フォームを調製した。フォーム崩壊は、60秒後に本質的に完了した。
【０２９０】
その後、NaOHを添加して溶液pHを8.0まで至らせた。pH 8.0に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは、90秒後に本質的に完全な崩壊を示した。
【０２９１】
その後、Ni(NO3)2を添加してバルク溶液濃度500μMを与えた。Ni(NO3)2の存在下でペプチド溶液から調製された新しいフォームは、添加されたNi(II)の非存在下におけるよりも顕著に遅いフォーム崩壊を示した。
【０２９２】
その後、HClを添加して溶液pHを6.0まで回復させ、30秒以内に速やかなフォーム崩壊を引き起こした。pH 6.0に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは、120秒後に本質的に完全な崩壊を示した。
【０２９３】
その後、NaOHを添加して、再び溶液pHを8.0まで至らせた。pH 8.0に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは、pH 6.0におけるよりも顕著に遅い崩壊を示した。
【０２９４】
その後、EDTAを残っているフォームに添加して最終濃度2.5mMを与え、60秒以内に速やかなフォーム崩壊を引き起こした。EDTAの存在下でのペプチド溶液から調製された新しいフォームは、30秒後に本質的に完全な崩壊を示した。
【０２９５】
実施例41
SEQ ID NO：6を有するペプチドの溶液から調製されたフォームの安定性に対する添加されたNaOH、HCl、Ni(II)、およびEDTAの効果
SEQ ID NO：6を有するペプチド（25mM MES pH 6.0中に0.3mg/mL）を用いて、フォームを調製した。フォーム崩壊は、60秒後に本質的に完了した。
【０２９６】
その後、NaOHを添加して溶液pHを8.0まで至らせた。pH 8.0に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは、わずかにより安定であるが、やはり120秒後に本質的に完全な崩壊を示した。
【０２９７】
その後、Ni(NO3)2を添加してバルク溶液濃度500μMを与えた。Ni(NO3)2添加後にペプチド溶液から調製された新しいフォームは、120秒後にフォーム柱の高さの低下をほとんど伴わない、顕著により遅いフォーム崩壊を示した。
【０２９８】
その後、HClを添加して溶液pHを6.0まで回復させた。HClの添加は、フォーム崩壊を引き起こした。pH 6.0に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは、Ni(II)の非存在下、pH 6で調製されたフォームと同様の、60秒後に本質的に完全な崩壊を示した。
【０２９９】
その後、NaOHを添加して溶液pHを8.0まで至らせた。pH 8.0に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは、120秒後にフォーム柱の高さの低下をほとんど伴わない、遅い崩壊を示した。
【０３００】
その後、EDTAを添加してバルク溶液濃度2.5mMを与えた。EDTAの添加は、30秒以内に速やかなフォーム崩壊を引き起こした。EDTA添加後のペプチド溶液から調製された新しいフォームは、60秒後に本質的に完全な崩壊を示した。
【０３０１】
実施例42
SEQ ID NO：7を有するペプチドの溶液から調製されたフォームの安定性に対する添加されたNaOH、HCl、Ni(II)、およびEDTAの効果
SEQ ID NO：7を有するペプチド（25mM MES pH 6.0中に0.3mg/mL）を用いて、フォームを調製した。フォーム崩壊は、60秒後に本質的に完了した。
【０３０２】
その後、NaOHを添加して溶液pHを8.0まで至らせた。pH 8に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは不安定であり、フォーム崩壊が60秒後に本質的に完了した。
【０３０３】
その後、Ni(NO3)2を添加してバルク溶液濃度500μMを与えた。Ni(NO3)2添加後にペプチド溶液から調製された新しいフォームは、120秒後にフォーム柱の高さの低下をほとんど伴わない、顕著により遅いフォーム崩壊を示した。
【０３０４】
その後、HClを残っているフォームに添加して溶液pHを6.0まで回復させた。HClの添加は、60秒以内に速やかなフォーム崩壊を引き起こした。pH 6.0に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは良い安定性を示し、15分後になって初めて完全に近いフォーム崩壊が起こった。
【０３０５】
その後、NaOHを添加して溶液pHを8.0まで至らせた。pH 8.0に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは良い安定性を示し、20分後になって初めて完全に近いフォーム崩壊が起こった。
【０３０６】
その後、EDTAを添加してバルク溶液濃度2.5mMを与えた。EDTA添加後にペプチド溶液から調製された新しいフォームは、60秒後に本質的に完全な崩壊を示した。
【０３０７】
実施例43
SEQ ID NO：8を有するペプチドの溶液から調製されたフォームの安定性に対する添加されたNaOH、HCl、Ni(II)、およびEDTAの効果
SEQ ID NO：8を有するペプチド（25mM MES pH 6.0中に0.3mg/mL）を用いて、フォームを調製した。フォーム崩壊は、30分後になって初めて完了した。
【０３０８】
その後、NaOHを添加して溶液pHを8.0まで至らせた。pH 8.0に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは不安定であり、フォーム崩壊が60秒後に本質的に完了した。
【０３０９】
その後、Ni(NO3)2を添加してバルク溶液濃度500μMを与えた。Ni(NO3)2添加後にペプチド溶液から調製された新しいフォームは、120秒後にフォーム柱の高さの低下をほとんど伴わない、顕著により遅いフォーム崩壊を示した。
【０３１０】
その後、HClを添加して溶液pHを6.0まで回復させた。HClの添加はフォーム崩壊を引き起こした。pH 6.0に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは良い安定性を示し、8分後になって初めて完全に近いフォーム崩壊があった。
【０３１１】
その後、NaOHを添加して溶液pHを8.0まで至らせた。pH 8.0に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは、120秒後にフォーム柱の高さの低下をほとんど伴わない、良い安定性を示した。
【０３１２】
その後、EDTAを添加してバルク溶液濃度2.5mMを与えた。EDTAの添加はフォーム崩壊を引き起こした。EDTA添加後にペプチド溶液から調製された新しいフォームは、15秒後に本質的に完全な崩壊を示した。
【０３１３】
実施例44
SEQ ID NO：11を有するペプチドの溶液から調製されたフォームの安定性に対する添加されたNaOH、HCl、Ni(II)、およびEDTAの効果
SEQ ID NO：11を有するペプチド（25mM MES pH 6.0中に0.3mg/mL）を用いて、フォームを調製した。フォーム崩壊は、60秒後に本質的に完了した。
【０３１４】
その後、NaOHを添加して溶液pHを8.0まで至らせた。pH 8.0に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは不安定であり、60秒後に本質的に完全な崩壊があった。
【０３１５】
その後、Ni(NO3)2を添加してバルク溶液濃度500μMを与えた。Ni(NO3)2添加後にペプチド溶液から調製された新しいフォームは、120秒後に本質的に完全な崩壊を示した。
【０３１６】
その後、HClを添加して溶液pHを6.0まで回復させた。pH 6.0に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは、60秒後に本質的に完全な崩壊を示した。
【０３１７】
その後、NaOHを添加して溶液pHを8.0まで至らせた。pH 8.0に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは、120秒後に本質的に完全な崩壊を示した。
【０３１８】
その後、EDTAを添加してバルク溶液濃度2.5mMを与えた。EDTA添加後にペプチド溶液から調製された新しいフォームは、20秒後に本質的に完全な崩壊を示した。
【０３１９】
実施例45
SEQ ID NO：12を有するペプチドの溶液から調製されたフォームの安定性に対する添加されたNaOH、HCl、Ni(II)、およびEDTAの効果
SEQ ID NO：12を有するペプチド（25mM MES pH 6.0中に0.3mg/mL）を用いて、フォームを調製した。フォーム崩壊は30秒後に完了した。
【０３２０】
その後、NaOHを添加して溶液pHを8.0まで至らせた。pH 8.0に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは不安定であり、10秒後に本質的に完全な崩壊があった。
【０３２１】
その後、Ni(NO3)2を添加してバルク溶液濃度500μMを与えた。Ni(NO3)2添加後にペプチド溶液から調製された新しいフォームは、10秒後に本質的に完全な崩壊を示した。
【０３２２】
その後、HClを添加して溶液pHを6.0まで回復させた。pH 6.0に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは、HCl添加前よりも顕著に安定であり、10分後になって初めてフォーム崩壊が完了した。
【０３２３】
その後、NaOHを添加して溶液pHを8.0まで至らせた。pH 8.0に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは、比較的遅い崩壊を示した。
【０３２４】
その後、EDTAを添加してバルク溶液濃度2.5mMを与えた。EDTA添加後にペプチド溶液から調製された新しいフォームは、速やかな崩壊を示した。
【０３２５】
実施例46
亜鉛（II）イオンおよびSEQ ID NO：2を有するペプチドを含むペプチドネットワークの粗油乳化特性に対する酸性化の効果
SEQ ID NO：2を有するペプチド（400μM ZnSO4を含む、25mM HEPES、pH 7.4中に147μM）および軽い熱処理によってそれまでに液化したRang Dong粗油（20％体積分率）を用いて、水中油型エマルジョンを調製した。エマルジョンのアリコート（1mL）を磁気でかき混ぜて4mLガラスバイアルに移した。対照バイアルを用いて試験期間の間にエマルジョンの安定性を立証した。1.9M H2SO4のアリコート（10μL）を1mLのエマルジョンにかき混ぜながら添加した場合、エマルジョンは速やかに合一し、全体の相分離が添加後数秒のうちに生じた。水相は、H2SO4添加後数分にわたって清澄になり続けた。対照バイアルでは分離は観察されなかった。
【０３２６】
実施例47
亜鉛（II）イオンおよびSEQ ID NO：2を有するペプチドを含むペプチドネットワークの粗油乳化特性に対するEDTA添加の効果
実施例46についてと同様に、水中油型エマルジョンを調製および分割した。100mM EDTAのアリコート（20μL）を1mLのエマルジョンにかき混ぜながら添加した場合、エマルジョンは速やかに合一し、全体の相分離が添加後数秒のうちに生じた。水相は、EDTA添加後数分にわたって清澄になり続けた。対照バイアルでは分離は観察されなかった。
【０３２７】
実施例48
Zn（II）イオンおよびSEQ ID NO：2を有するペプチドを含むペプチドネットワークによって安定化されたトルエンエマルジョンにおける生体触媒
水難溶性の基質に対する生体触媒反応の生産性を増大させる際のペプチドが安定化したエマルジョンの有用性を実証するために、市販の固定化リパーゼ(リポラーゼ)およびリパーゼ基質マンデル酸メチルを用いて一連の生体触媒反応を実行した。基質は最初、Zn(II)イオンの存在下で、SEQ ID NO：2を有するペプチドによって安定化された水中トルエン型エマルジョンの油相に存在した。比較のために、同じ総基質濃度で水混和性の有機共溶媒の存在下において、水中で同じ反応を実行した。この場合、選ばれた水混和性有機溶媒はアセトニトリルであった。水難溶性の基質の溶解度を増大させるための（アセトン、アセトニトリル、またはC1〜C4アルコールなどの）水混和性の有機共溶媒の添加は、生体触媒反応の生産性を増大させるために頻繁に用いられる方法である。しかしながら、およそ20％（v/v）を上回る濃度の水混和性の有機共溶媒の添加はしばしば、酵素不活性化をもたらし、したがって疎水性基質を溶解することができる程度を限定する。
【０３２８】
SEQ ID NO：2を有するペプチド（0.49〜0.89mM ZnSO4を含むpH 8.0の25mM Tris.HCl、100mM NaCl中に228〜410μM）およびトルエン中のマンデル酸メチルの1M溶液（エマルジョンにおいて100〜500mMのマンデル酸メチル濃度を与える10〜50％体積分率）を用いて、一連の水中油型エマルジョンを調製した。エマルジョン中のペプチドおよび亜鉛の合計量は、各々の場合で同じであった。生体触媒反応を実行するために、5mgリポラーゼ（固定化したカンジダ・アンタルクティカ、リパーゼBを含むリパーゼアクリル樹脂）を含む4mLガラスバイアルに各々のエマルジョンのアリコート（1mL）を移し、および37℃で振盪した。HPLCで分析用に間隔を置いて試料を採取し、反応の程度を決定した。
【０３２９】
比較のために、同じ緩衝液、酵素、および基質組成を有する10〜50％（v/v）アセトニトリル中で、一連の生体触媒反応を実行した。例えば、pH 8.0の25mM Tris.HCl、100mM NaClのアリコート（0.4mL）を0.5mL MilliQ H2Oおよびアセチニトリル中の0.1mL 1Mマンデル酸メチルと混合し、ならびに5mgリポラーゼを添加して10％（v/v）アセチニトリルを含む反応溶剤を与えた。その後、ペプチド含有エマルジョンについてと同様に、反応を実施および分析した。
【０３３０】
結果は、全ての溶媒濃度について、アセトニトリル培地でよりも高レベルのマンデル酸メチルの加水分解をペプチド含有エマルジョンで示した。10％の溶媒体積分率について、4時間で、水中トルエン型エマルジョン中の産物マンデル酸の濃度は61.4mM、すなわちアセトニトリルを共溶媒として用いた反応で得られた産物濃度（44.2mM）よりも39％高かった。20％の溶媒分率について、4.5時間で、水中トルエン型エマルジョン中の産物マンデル酸の濃度は129mM、すなわちアセトニトリルを共溶媒として用いた反応で得られた産物濃度（51.0mM）よりも2.5倍高かった。30％の溶媒体積分率について、4時間で、水中トルエン型エマルジョン中の産物マンデル酸の濃度は143mM、すなわちアセトニトリルを共溶媒として用いた反応で得られた産物濃度（26.9mM）よりも5.3倍高かった。最後に、50％の溶媒体積分率について、3時間で、水中トルエン型エマルジョン中の産物マンデル酸の濃度は139mM、すなわちアセトニトリルを共溶媒として用いた反応で得られた産物濃度（13.9mM）よりも10倍高かった。
【０３３１】
ペプチドが安定化した水中トルエン型エマルジョンのアセトニトリル共溶媒系に対する相対的生産性の強みは、溶媒（トルエンまたはアセトニトリル）の体積分率と共に増大していると見ることができる。水中トルエン型エマルジョンにおける生体触媒生産性は、20〜30％のトルエン体積分率を上回るとそれほど増大しないが、アセトニトリル反応溶剤における生体触媒生産性は、おそらく酵素不活性化のために、この体積分率を上回ると顕著に下がる。より高い体積生産性に達する、より高い濃度の水難溶性の基質を効率的に変換する能力は、ペプチド含有エマルジョンの反応溶剤としての顕著な強みである。
【０３３２】
実施例49
SEQ ID NO：6を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達に対するpHの変化の効果
SEQ ID NO：6を有するペプチド（10mM NaOH、pH 12中に5μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは515mN/mであり、かつ最大界面応力は、43％歪みにおいて21.5mN/mであった。その後、HClを添加して溶液pHを2未満に低下させた。HCl添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは17mN/mであり、かつ最大界面応力は0.7mN/mであった。その後、NaOHを添加してバルク溶液pHを12まで回復させた。NaOH添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは425mN/mであり、かつ最大界面応力は、47％歪みにおいて19.2mN/mであった。
【０３３３】
実施例50
SEQ ID NO：6を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達に対する金属イオン隔離の効果
SEQ ID NO：6を有するペプチド（200μM Ni(NO3)2を含む25mM Tris.HCl、100mM NaCl、pH 8.0中に18μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは516mN/mであり、かつ最大界面応力は、92％歪みにおいて15.4mN/mであった。その後、EDTAを添加してバルク溶液濃度1mMを与えた。EDTA添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは282mN/mであり、かつ最大界面応力は、103％歪みにおいて11.1mN/mであった。
【０３３４】
実施例51
SEQ ID NO：6を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面におけるネットワーク形成速度に対するpHおよび金属イオン添加の効果
SEQ ID NO：6を有するペプチド（200μM Ni(NO3)2の存在下または非存在下における、25mM MES pH 6.0または25mM HEPES pH 8.0中に5μM）を用いて、一連の空気-水界面を調製した。5％までの繰り返しの張力-圧縮サイクルによって、界面調製後5秒毎に、界面弾性モジュールの測定を行なった。200μM Ni(NO3)2の存在下における25mM HEPES pH 8.0中のSEQ ID NO：6を有するペプチドについて、100秒で193mN/mというモジュールの界面弾性を伴った、最も速やかなネットワーク形成が観察された。100秒で、添加された金属イオンの非存在下における25mM HEPES pH 8.0中のSEQ ID NO：6を有するペプチドについて、界面弾性モジュールは83mN/mであった。100秒で、200μM Ni(NO3)2の存在下における25mM MES pH 6.0中のSEQ ID NO：6を有するペプチドについて、界面弾性モジュールは55mN/mであった。100秒で、添加された金属イオンの非存在下における25mM MES pH 6.0中のSEQ ID NO：6を有するペプチドについて、界面弾性モジュールは45mN/mであった。より長い時間（300秒）で、達成されたネットワーク強度は、添加された金属イオンの非存在下におけるSEQ ID NO：6を有するペプチドについて、どちらのpHでも同様であった（25mM MES pH 6.0における界面弾性モジュール112mN/m；25mM HEPES pH 8.0における界面弾性モジュール130mN/m）。またより長い時間（300秒）で、達成されたネットワーク強度は、200μM Ni(NO3)2の存在下におけるSEQ ID NO：6を有するペプチドについて、どちらのpHでも同様であった（25mM MES pH 6.0における界面弾性モジュール221mN/m；25mM HEPES pH 8.0における界面弾性モジュール232mN/m）。
【０３３５】
実施例52
SEQ ID NO：7を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面におけるネットワーク形成速度に対するpHおよび金属イオン添加の効果
SEQ ID NO：7を有するペプチド（200μM Ni(NO3)2の存在下または非存在下における、25mM MES pH 6.0または25mM HEPES pH 8.0中に5μM）を用いて、一連の空気-水界面を調製した。5％までの繰り返しの張力-圧縮サイクルによって、界面調製後5秒毎に、界面弾性モジュールの測定を行なった。200μM Ni(NO3)2の存在下における25mM HEPES pH 8.0中のSEQ ID NO：7を有するペプチドについて、30秒で414mN/mというモジュールの界面弾性を伴った、最も速やかなネットワーク形成が観察された。30秒で、添加された金属イオンの非存在下における25mM HEPES pH 8.0中のSEQ ID NO：6を有するペプチドについて、界面弾性モジュールは67mN/mであった。30秒で、200μM Ni(NO3)2の存在下における25mM MES pH 6.0中のSEQ ID NO：6を有するペプチドについて、界面弾性モジュールは78mN/mであった。30秒で、添加された金属イオンの非存在下における25mM MES pH 6.0中のSEQ ID NO：6を有するペプチドについて、界面弾性モジュールは11mN/mであった。より長い時間（300秒）で、達成されたネットワーク強度は、添加された金属イオンの非存在下におけるSEQ ID NO：7を有するペプチドについて、どちらのpHでも同様であった（25mM MES pH 6.0における界面弾性モジュール315mN/m；25mM HEPES pH 8.0における界面弾性モジュール308mN/m）。またより長い時間（300秒）で、達成されたネットワーク強度は、200μM Ni(NO3)2の存在下におけるSEQ ID NO：7を有するペプチドについて、どちらのpHでも同様であった（25mM MES pH 6.0における界面弾性モジュール536mN/m；25mM HEPES pH 8.0における界面弾性モジュール483mN/m）。
【０３３６】
実施例53
SEQ ID NO：11を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達に対するpHの変化の効果
SEQ ID NO：11を有するペプチド（10mM HCl、pH 2中に5μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは1mN/mであり、かつ最大界面応力は0.2mN/mであった。その後、NaOHを添加してバルク溶液を中性化した。NaOH添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは774mN/mであり、かつ最大界面応力は、44％歪みにおいて18.5mN/mであった。その後、HClを添加して溶液pHを2まで回復させた。HCl添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは11mN/mであり、かつ最大界面応力は0.3mN/mであった。
【０３３７】
実施例54
SEQ ID NO：12を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達に対するpHの変化の効果
SEQ ID NO：12を有するペプチド（10mM HCl、pH 2中に5μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは1mN/mであり、かつ最大界面応力は0.2mN/mであった。その後、NaOHを添加してバルク溶液を中性化した。NaOH添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは475mN/mであり、かつ最大界面応力は、23％歪みにおいて14.7mN/mであった。その後、HClを添加して溶液pHを2まで回復させた。HCl添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは6mN/mであり、かつ最大界面応力は0.3mN/mであった。
【０３３８】
実施例55
SEQ ID NO：8を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達に対するpHの変化の効果
SEQ ID NO：8を有するペプチド（10mM HCl、pH 2中に5μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは176mN/mであり、かつ最大界面応力は、29％歪みにおいて10.2mN/mであった。その後、NaOHを添加してバルク溶液pHをおよそ10まで増大させた。NaOH添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは102mN/mであり、かつ最大界面応力は、294％歪みにおいて7.4mN/mであった。その後、HClを添加して溶液pHを2まで回復させた。HCl添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは81mN/mであり、かつ最大界面応力は、268％歪みにおいて7.3mN/mであった。
【０３３９】
実施例56
SEQ ID NO：7を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達に対するpHの変化の効果
SEQ ID NO：7を有するペプチド（10mM HCl、pH 2中に5μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは76mN/mであり、かつ最大界面応力は、34％歪みにおいて4.5mN/mであった。その後、NaOHを添加してバルク溶液pHをおよそ7まで増大させた。NaOH添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは115mN/mであり、かつ最大界面応力は、57％歪みにおいて6.5mN/mであった。
【０３４０】
実施例57
SEQ ID NO：2を有するペプチドから形成されたペプチドネットワークによる空気-水界面における力の伝達に対するアニオン性界面活性剤SDSの効果
負に帯電した界面活性剤ドデシル硫酸ナトリウム（SDS、25mM HEPES、pH 7.4中に0.05mg/mL）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは5mN/mであり、かつ最大界面応力は0.2mN/mであった。その後、SEQ ID NO：2を有するペプチドを添加してバルク溶液濃度20μMを与えた。SEQ ID NO：2を有するペプチドの添加およびさらなる熟成の後、界面弾性モジュールは33mN/mであり、かつ最大界面応力は、28％歪みにおいて1.4mN/mであった。比較のために、添加された界面活性剤の非存在下で、SEQ ID NO：2を有するペプチド（25mM HEPES、pH 7.4中に20μM）を用いて、空気-水界面を調製した。熟成後、界面弾性モジュールは8mN/mであり、かつ最大界面応力は0.4mN/mであった。
【０３４１】
実施例58
ニッケル（II）イオンおよびSEQ ID NO：6を有するペプチドを含むペプチドネットワークの乳化特性に対するEDTAまたは酸性化の効果
SEQ ID NO：6を有するペプチド（200μM Ni(NO3)2を含む25mM HEPES、pH 8中に97μM）およびトルエン（20％体積分率）を用いて、水中油型エマルジョンを調製した。EAIは307m2g-1であった。乳化スイッチングの目による観察の増強のために、水相中に10μMメチレンブルー色素および油相中に50μMスーダンIIIを含む第2の水中油型エマルジョンを調製した。エマルジョンは、室温で少なくとも1時間にわたって相合一に対して安定であった。しかしながら、EDTAをかき混ぜながら添加して濃度1mMを与えた場合、相合一が30秒以内で目に見えた。同様に、H2SO4をかき混ぜながら添加して濃度16mMを与えた場合、相合一が10秒以内で目に見えた。
【０３４２】
実施例59
ニッケル（II）イオンおよびSEQ ID NO：7を有するペプチドを含むペプチドネットワークの乳化特性に対する酸性化の効果
SEQ ID NO：7を有するペプチド（200μM Ni(NO3)2を含む25mM MES、pH 6中に100μM）およびトルエン（20％体積分率）を用いて、水中油型エマルジョンを調製した。EAIは165m2g-1であった。エマルジョンは、室温で少なくとも1時間にわたって相合一に対して安定であった。しかしながら、H2SO4をかき混ぜながら添加して濃度16mMを与えた場合、相合一が5分後に目に見えた。
【０３４３】
実施例60
ニッケル（II）イオンおよびSEQ ID NO：8を有するペプチドを含むペプチドネットワークの乳化特性に対するEDTAまたは酸性化の効果
SEQ ID NO：8を有するペプチド（200μM Ni(NO3)2を含む25mM HEPES、pH 8中に100μM）およびトルエン（20％体積分率）を用いて、水中油型エマルジョンを調製した。EAIは224m2g-1であった。乳化スイッチングの目による観察の増強のために、水相中に10μMメチレンブルーおよび油相中に50μMスーダンIIIを含む第2の水中油型エマルジョンを調製した。エマルジョンは、室温で少なくとも1時間にわたって相合一に対して安定であった。しかしながら、EDTAをかき混ぜながら添加して濃度1mMを与えた場合、相合一が10秒以内で目に見えた。同様に、H2SO4をかき混ぜながら添加して濃度16mMを与えた場合、相合一が10秒以内で目に見えた。
【０３４４】
実施例61
ニッケル（II）イオンおよびSEQ ID NO：11を有するペプチドを含むペプチドネットワークの乳化特性に対する酸性化の効果
SEQ ID NO：11を有するペプチド（200μM Ni(NO3)2を含む25mM HEPES、pH 8中に97μM）およびトルエン（20％体積分率）を用いて、水中油型エマルジョンを調製した。EAIは107m2g-1であった。乳化スイッチングの目による観察の増強のために、水相中に10μMメチレンブルー色素および油相中に50μMスーダンIIIを含む第2の水中油型エマルジョンを調製した。エマルジョンは、室温で少なくとも1時間にわたって相合一に対して安定であった。しかしながら、H2SO4をかき混ぜながら添加して濃度16mMを与えた場合、相合一が10秒以内で目に見えた。
【０３４５】
実施例62
ニッケル（II）イオンおよびSEQ ID NO：12を有するペプチドを含むペプチドネットワークの乳化特性に対するEDTAまたは酸性化の効果
SEQ ID NO：12を有するペプチド（200μM Ni(NO3)2を含む25mM HEPES、pH 8中に97μM）およびトルエン（20％体積分率）を用いて、水中油型エマルジョンを調製した。EAIは92m2g-1であった。エマルジョンは、室温で少なくとも1時間にわたって相合一に対して安定であった。しかしながら、EDTAをかき混ぜながら添加して濃度1mMを与えた場合、相合一が10秒以内で目に見えた。同様に、SEQ ID NO：12を有するペプチド（200μM Ni(NO3)2を含む25mM MES、pH 6中に97μM）およびトルエン（20％体積分率）を用いて、水中油型エマルジョンを調製した。EAIは160m2g-1であった。乳化スイッチングの目による観察の増強のために、水相中に10μMメチレンブルー色素および油相中に50μMスーダンIIIを含む第2の水中油型エマルジョンを調製した。エマルジョンは、室温で少なくとも1時間にわたって相合一に対して安定であった。しかしながら、H2SO4をかき混ぜながら添加して濃度16mMを与えた場合、相合一が30秒以内で目に見えた。
【０３４６】
実施例63
ニッケル（II）イオンおよびSEQ ID NO：13を有するペプチドを含むペプチドネットワークの乳化特性に対する酸性化の効果
SEQ ID NO：13を有するペプチド（200μM Ni(NO3)2を含む25mM HEPES、pH 8中に100μM）およびトルエン（20％体積分率）を用いて、水中油型エマルジョンを調製した。EAIは80m2g-1であった。エマルジョンは、室温で少なくとも1時間にわたって相合一に対して安定であった。しかしながら、H2SO4をかき混ぜながら添加して濃度16mMを与えた場合、相合一が60秒以内で目に見えた。
【０３４７】
実施例64
SEQ ID NO：9を有するペプチドおよびSEQ ID NO：10を有するペプチドの溶液から調製されたフォームの安定性に対するpHの変化の効果
SEQ ID NO：9を有するペプチド（1mMリン酸ナトリウム、1mMクエン酸ナトリウム、1mMホウ酸ナトリウム緩衝液、pH 3.0中に0.15mg/mL）およびSEQ ID NO：10を有するペプチド（1mMリン酸ナトリウム、1mMクエン酸ナトリウム、1mMホウ酸ナトリウム緩衝液、pH 3.0中に0.15mg/mL）を用いて、フォームを調製した。フォーム崩壊は、120秒後に本質的に完了した。その後、NaOHを添加して溶液pHをおよそ12まで至らせた。pH 12に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは、増強された安定性を示し、フォーム崩壊は10分後に完了しなかった。その後、HClを添加して溶液pHを7.0まで至らせた。pH 7に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは、120秒後に本質的に完全な崩壊を示した。
【０３４８】
実施例65
Zn（II）イオンおよびSEQ ID NO：2を有するペプチドを含むペプチドネットワークによって安定化されたトルエンエマルジョンにおける生体触媒
水難溶性の基質に対する生体触媒反応の生産性を増大させる際のペプチドが安定化したエマルジョンの有用性をさらに実証するために、可溶性リパーゼ（カンジダ・ルゴサ リパーゼ）およびリパーゼ基質マンデル酸メチルを用いて一連の生体触媒反応を実行した。SEQ ID NO：2を有するペプチド（最終組成：280μM ZnSO4および5.5mg/mL部分精製カンジダ・ルゴサ リパーゼを含む17mM HEPES pH 7.0中に122μM）およびトルエン中の(R)-マンデル酸メチルまたは(S)-マンデル酸メチルのいずれかの1M溶液（最終組成：エマルジョンにおいて100mMの(R)-マンデル酸メチルまたは(S)-マンデル酸メチルの濃度を与える、10％体積分率）を用いて水中油型エマルジョンを調製した。生体触媒作用を実行するために、4mLガラスバイアルに各々のエマルジョンのアリコート（1mL）を移し、および37℃で振盪した。高性能液体クロマトグラフィーで分析用に間隔を置いて試料を採取し、反応の程度を決定した。比較のために、同じ緩衝液、酵素、および基質組成を有する10％（v/v）アセトニトリル中で、生体触媒反応を実行した。その後、ペプチド含有エマルジョンについてと同様に、反応を実施および分析した。
【０３４９】
結果は、アセトニトリル反応溶剤でよりも高速の(R)-マンデル酸メチルおよび(S)-マンデル酸メチル両方の加水分解をペプチド含有エマルジョンで示した。(S)-マンデル酸メチルについて、反応生産性は、ペプチド含有エマルジョン中で時間当たり酵素のグラム当たりに加水分解された0.49グラムのマンデル酸メチルであったが、アセトニトリル反応溶剤中では時間当たり酵素のグラム当たりに加水分解されたほんの0.11グラムのマンデル酸メチルであった。加えて、(R)-マンデル酸メチル加水分解速度に対する(S)-マンデル酸メチル加水分解速度の比として表わされる、酵素反応の選択性は、ペプチド含有エマルジョンにおいてより高く、ペプチド含有エマルジョンについては27という比を有するが、アセトニトリル反応溶剤についてはほんの12という比を有するのみであり、共溶媒としてトルエンよりむしろアセトニトリルの存在が、酵素活性だけでなく酵素選択性に対しても有害な効果を有し得るということが示唆された。
【０３５０】
実施例66
フォームの安定性に対するSEQ ID NO：2を有するペプチドおよびアニオン性界面活性剤SDSの混和物の効果
SEQ ID NO：2を有するペプチド（67μM EDTAを含む25mM HEPES pH 7.7中に0.05mg/mL）を用いて、フォームを調製した。フォーム崩壊は30秒後に完了した。別に、アニオン性界面活性剤ドデシル硫酸ナトリウム（SDS）（67μM EDTAを含む25mM HEPES pH 7.4中に0.2mg/mL）を用いて、フォームを調製した。フォーム崩壊は、90秒後に本質的に完了した。別に、両方とも67μM EDTAを含む25mM HEPES pH 7.4中の、SEQ ID NO：2を有するペプチド（0.05mg/mL）およびSDS（0.2mg/mL）の混合物を用いて、フォームを調製した。フォーム安定性は混合物中で大いに増強され、10分後のフォーム柱の高さの減少はほとんどなかった。その後、H2SO4を添加して溶液pHを3.6まで低下させた。pH 3.6に調整したペプチド溶液から調製された新しいフォームは、フォーム崩壊は5分で完了しなかったものの、より粗い構造および低下した安定性を示し、フォーム薄化が120秒で明白であった。
【０３５１】
本明細書において引用されるあらゆる特許、特許出願、および刊行物の開示は、完全な形で参照によって本明細書に組み入れられる。
【０３５２】
本明細書における任意の参照の引用は、そのような参照が本出願に対する「先行技術」として利用可能であるという承認として解されるべきではない。
【０３５３】
本明細書の全体にわたって、本目的は、本発明を任意の1つの態様または特定の特色の収集に限定することなく、本発明の好ましい態様を記載することである。それゆえ、本発明の精神の範囲内から逸脱することなく、例示された特定の態様において、本開示に照らして様々な修正および変更をなすことができるということを当業者は正しく認識すると考えられる。そのような修正および参考は全て、付随する特許請求の範囲の範囲内に含まれるよう意図されている。
【０３５４】
参照
2008531506.tif 000017
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【図面の簡単な説明】
【０３５５】
【図１】SEQ ID NO：1（A）、SEQ ID NO：2（B）、およびSEQ ID NO：3（C）を有するペプチドから形成されたバルク相テトラマーペプチドクラスターの概略図である。テトラマー集合体は、疎水性コアおよび疎水性外部を有する逆平行コイルドコイルとして示されている。液体-液体界面に曝露された場合、これらのクラスターは解離し、およびモノマーが界面で自己集合し、特定の界面特徴を有する集合体を創出する。
【図２】4つのヘプタド反復abcdefgを含む、SEQ ID NO：3を有するペプチドについて例示した、界面におけるモノマーペプチドのα-ヘリックス間の相互作用の概略図である。ペプチドは平行配向で示されている。逆平行配向も可能であると考えられる。視覚的に明確にするために、ヘリックスに沿った残基アラインメントは、回転当たり3.6残基ではなく、回転当たり3.5残基のヘリックス周期性に対応するものとして示されている。略図の最上部の影付きの棒は、有限厚さの、空気-水界面または油-水界面などの、理想的な流体-流体界面を表す。影付きの棒は、分子の次元に対する界面の真の幅または位置を表すよう意図されているわけではない。両親媒性ペプチドヘリックスは、主にペプチドのヘプタド反復の位置aおよびdに位置する疎水性残基の側鎖を介して、界面の疎水性部分と相互作用し、ならびにそれらの親水性および疎水性の二重の性質のために、界面に位置する。上の矢印は、ヘプタド反復の位置eおよびgに位置する残基の側鎖によって媒介される、界面における隣接するペプチド分子間の分子間相互作用および/または反発を表す。下の矢印は、ヘプタド反復の位置bおよびcに位置する残基の側鎖によって媒介される、界面における隣接するペプチド分子間の分子間相互作用および/または反発を表す。
【図３】8つのα-アミノ酸残基ならびにキャップされていないN末端およびC末端を有するペプチドについて例示した、界面におけるモノマーペプチドのβ鎖間の可能性のある相互作用の概略図である。3つの同一のペプチド分子が、平行配向で界面において相互作用していることが示されている。界面の平面は、ペプチド分子を取り囲む囲み枠によって模式的に表されている。ペプチドの逆平行配向も可能であると考えられる。アミノ酸側鎖間の潜在的な相互作用および反発を、隣接するペプチド分子の平行配向についてここで適用されたものと同様の原理を用いて、隣接するペプチド分子の逆平行配向について解析することができる。ペプチド鎖に沿って交互の位置にあり、かつRodd（すなわち、R1、R3、R5、およびR7）によって表記される残基側鎖は、疎水性残基側鎖である。実線のくさび形の結合は、これらの側鎖が、相互作用するペプチドのβ鎖の平面の上で、疎水性界面に投射しているということを表す。ペプチド鎖に沿って交互の位置にあり、かつReven（すなわち、R2、R4、R6、およびR8）によって表記される残基側鎖は、親水性残基側鎖である。破線のくさび形の結合は、これらの側鎖が、相互作用するペプチドのβ鎖の平面の下で、水相に投射しているということを表す。隣接するペプチド分子上の>C=O基と-NH-基の間の破線の結合は、界面における隣接するペプチド分子のペプチド骨格間の水素結合を表す。隣接するペプチド分子の側鎖間の相互作用もしくは反発（RoddとRodd、もしくはRevenとReven）、または単一ペプチド分子内の側鎖間の相互作用もしくは反発（RoddとRodd、もしくはRevenとReven）が、ペプチドネットワークの強度を調節するのに役立つ可能性がある。加えて、相互作用は、水素結合に基づいて、界面における隣接するペプチド分子間に存在する。
【図４】SEQ ID NO：3を有するペプチドから形成されるペプチドネットワークの2次構造のpH依存性、およびSEQ ID NO：3を有するペプチドから形成されるペプチドネットワークによる力の伝達をグラフで表す。
【図５】異なる組成物を有する水性溶液から作製されたペプチド含有フォームの安定性を試験するために用いられる装置の設計を視覚的に表す。
【図１Ａ】
2008531506.tif 000028
【図１Ｂ】
2008531506.tif 000029
【図１Ｃ】
2008531506.tif 000030
【図２】
2008531506.tif 000031
【図３】
2008531506.tif 000032
【図４】
2008531506.tif 000033
【図５】
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【配列表】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年4月2日(2007.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体-流体界面における自己集合した（self-assembled）力伝達（force-transmitting）ペプチドネットワークの界面特徴を調節する方法であって、自己集合した力伝達ペプチドネットワークに加わることができるペプチドを、それがその他のペプチドと相互作用してペプチドネットワークを形成する前または後のいずれかに、ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激に曝露させる工程を含み、刺激は、酸、塩基、金属イオン、キレート剤、有機対イオンもしくは無機対イオン、カオトロピック剤、塩、温度、またはその組み合わせより選択され、かつペプチドは、長さが2〜60アミノ酸残基である、方法。
【請求項２】
調節される界面特徴が、ペプチドネットワークの力伝達能力である、請求項1記載の方法。
【請求項３】
刺激が、安定なペプチドネットワークの形成を結果的にもたらす、請求項1記載の方法。
【請求項４】
刺激が、安定なペプチドネットワークの不安定化または散逸（dissipation）を結果的にもたらす、請求項1記載の方法。
【請求項５】
ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激が、
i）ペプチドネットワーク内のペプチドが分子間相互作用に加わる能力、
ii）ペプチドの立体配座の、ペプチドネットワークとの安定化もしくは不安定化、
iii）流体-流体界面に対するペプチドの親和性を増大もしくは低下させること、または
iv）ペプチドネットワークの形成速度
のうちの少なくとも1つを変化させる、請求項1記載の方法。
【請求項６】
ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激が、存在する刺激または以前に導入されてペプチドネットワークに接触している刺激を除去することによって作用する、請求項1記載の方法。
【請求項７】
流体-流体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークの界面特徴を調節する方法であって、
i）1回目に、自己集合した力伝達ペプチドネットワークに加わることができるペプチドを、それがその他のペプチドと相互作用してペプチドネットワークを形成する前または後のいずれかに、ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第1の刺激に曝露させる工程；ならびに
ii）2回目に、ペプチドを、第1の刺激への曝露によって取り入れられたペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第2の刺激に曝露させる工程を含み；
第1および第2の刺激は、酸、塩基、金属イオン、キレート剤、有機対イオンもしくは無機対イオン、酸化剤、還元剤、カオトロピック剤、塩、温度、またはその組み合わせより独立に選択され、かつペプチドは、長さが2〜60アミノ酸残基である、方法。
【請求項８】
第1の刺激がペプチドネットワークの形成または強化を引き起こし、かつ第2の刺激が、第1の刺激への曝露によって形成もしくは強化されたペプチドネットワークの強度の低下、または第1の刺激への曝露によって形成もしくは強化されたペプチドネットワークの散逸を引き起こす、請求項7記載の方法。
【請求項９】
第1の刺激がペプチドネットワークの形成を妨げるか、またはペプチドネットワークの形成速度を低下させ、かつ第2の刺激が流体-流体界面におけるペプチドネットワークの形成を増強させる、請求項7記載の方法。
【請求項１０】
工程i）および/または工程ii）を1回または複数回繰り返す、請求項7記載の方法。
【請求項１１】
調節される界面特徴が、ペプチドネットワークの力伝達能力である、請求項7記載の方法。
【請求項１２】
流体-流体界面におけるペプチドネットワークの形成を調節する方法であって、自己集合した力伝達ペプチドネットワークに加わることができるペプチドを、第1の条件下では、個々のペプチドが、ペプチドを互いに相互作用させ、それによってネットワークを形成させる第1の化学的および/もしくは物理的特性を有し、ならびに第2の条件下では、個々のペプチドが、ペプチドを分離させ、それによってネットワークを散逸させる第2の化学的および/もしくは物理的特性を有する、第1の条件または第2の条件に曝露させる工程を含み、第1および第2の条件は、酸、塩基、金属イオン、キレート剤、有機対イオンもしくは無機対イオン、カオトロピック剤、塩、温度、またはその組み合わせより選択される刺激の添加によって提供され、かつペプチドは、長さが2〜60アミノ酸残基である、方法。
【請求項１３】
互いに相互作用し、かつ流体-流体界面に対する親和性を有する、長さが2〜60アミノ酸残基のペプチドを、ペプチドネットワークが含み、ならびにペプチドネットワークの力の伝達が、ペプチドの物理的および/もしくは化学的特性を変化させる刺激への曝露によって操作可能であり、刺激が、酸、塩基、金属イオン、キレート剤、有機対イオンもしくは無機対イオン、カオトロピック剤、塩、温度、またはその組み合わせより選択される、流体-流体界面で形成される自己集合した力伝達ペプチドネットワーク。
【請求項１４】
ペプチドネットワークにおけるペプチドが両親媒性構造を有する、請求項13記載の自己集合した力伝達ペプチドネットワーク。
【請求項１５】
両親媒性構造が規則正しい、請求項14記載の自己集合した力伝達ペプチドネットワーク。
【請求項１６】
規則正しい両親媒性構造がα-ヘリックスまたはβ-シートである、請求項15記載の自己集合した力伝達ペプチドネットワーク。
【請求項１７】
ペプチドネットワークにおけるペプチドが、イオン対相互作用、双極子相互作用、塩橋形成、水素結合、短距離の溶媒和力、疎水性相互作用、浸透圧の引力ポテンシャル、金属イオン架橋、および表面電荷相互作用の1つまたは複数によって互いに相互作用する、請求項13記載の自己集合した力伝達ペプチドネットワーク。
【請求項１８】
ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激が、
i）ペプチドネットワーク内のペプチドが分子間相互作用に加わる能力、
ii）ペプチドの立体配座の、ペプチドネットワークとの安定化もしくは不安定化、
iii）流体-流体界面に対するペプチドの親和性を増大もしくは低下させること、または
iv）ペプチドネットワークの形成速度
のうちの少なくとも1つを変化させる、請求項13記載の自己集合した力伝達ペプチドネットワーク。
【請求項１９】
互いに相互作用し、かつ流体-流体界面に対する親和性を有する、長さが2〜60アミノ酸残基のペプチドを、ペプチドネットワークが含み、ならびにペプチドネットワークの力の伝達が、ペプチドの化学的および/もしくは物理的特性を変化させる刺激への曝露によって操作可能であり、刺激が、酸、塩基、金属イオン、キレート剤、有機対イオンもしくは無機対イオン、酸化剤、還元剤、カオトロピック剤、塩、温度、またはその組み合わせより選択される、流体-流体界面で形成される自己集合した力伝達ペプチドネットワークを含むフォーム（foam）。
【請求項２０】
互いに相互作用し、かつ流体-流体界面に対する親和性を有する、長さが2〜60アミノ酸残基のペプチドを、ペプチドネットワークが含み、ならびにペプチドネットワークの力の伝達が、ペプチドの化学的および/もしくは物理的特性を変化させる刺激への曝露によって操作可能であり、刺激が、酸、塩基、金属イオン、キレート剤、有機対イオンもしくは無機対イオン、酸化剤、還元剤、カオトロピック剤、塩、温度、またはその組み合わせより選択される、流体-流体界面で形成される自己集合した力伝達ペプチドネットワークを含む水中油型エマルジョンまたは油中水型エマルジョン。
【請求項２１】
液体-気体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークを含むフォームの安定性を調節する方法であって、
i）1回目に、液体-気体界面を、ペプチドネットワークにおけるペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第1の刺激に曝露させる工程；ならびに
ii）2回目に、液体-気体界面を、第1の刺激への曝露によって取り入れられたペプチドネットワークにおけるペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第2の刺激に曝露させる工程を含み；
第1および第2の刺激は、酸、塩基、金属イオン、キレート剤、有機対イオンもしくは無機対イオン、酸化剤、還元剤、カオトロピック剤、塩、温度、またはその組み合わせより選択され、かつペプチドは、長さが2〜60アミノ酸残基である、方法。
【請求項２２】
第1の刺激がペプチドネットワークの形成を可能にし、ペプチドネットワークの形成速度を増大させるか、またはペプチドネットワークの力の伝達を増大させ、かつ第2の刺激が、ペプチドネットワークの力の伝達の低下を引き起こすか、またはペプチドネットワークによる力の伝達の廃絶を引き起こす、請求項21記載の方法。
【請求項２３】
第2の刺激がフォームの崩壊を引き起こす、請求項22記載の方法。
【請求項２４】
第1の刺激がペプチドネットワークの力の伝達を低下させ、かつ第2の刺激がペプチドネットワークの力の伝達を増大させる、請求項21記載の方法。
【請求項２５】
工程i）および/または工程ii）を1回または複数回繰り返す、請求項21記載の方法。
【請求項２６】
液体-液体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークを含むエマルジョンの安定性を調節する方法であって、
ia）1回目に、液体-液体界面を、ペプチドネットワークにおけるペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第1の刺激に曝露させる工程；ならびに
iia）2回目に、液体-液体界面を、第1の刺激への曝露によって取り入れられたペプチドネットワークにおけるペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる第2の刺激に曝露させる工程を含み；
第1および第2の刺激は、酸、塩基、金属イオン、キレート剤、有機対イオンもしくは無機対イオン、酸化剤、還元剤、カオトロピック剤、塩、温度、またはその組み合わせより選択され、かつペプチドは、長さが2〜60アミノ酸残基である、方法。
【請求項２７】
第1の刺激がペプチドネットワークの形成を可能にし、ペプチドネットワークの形成速度を増大させるか、またはペプチドネットワークの力の伝達を増大させ、かつ第2の刺激が、ペプチドネットワークの力の伝達の低下を引き起こすか、またはペプチドネットワークによる力の伝達の廃絶を引き起こす、請求項26記載の方法。
【請求項２８】
第2の刺激がエマルジョンの合一を引き起こす、請求項27記載の方法。
【請求項２９】
第1の刺激がペプチドネットワークの力の伝達を低下させ、かつ第2の刺激がペプチドネットワークの力の伝達を増大させる、請求項26記載の方法。
【請求項３０】
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からなる群より選択されるペプチド。
【請求項３１】
流体-流体界面における自己集合した力伝達ペプチドネットワークの界面特徴を調節する方法であって、
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より選択される、自己集合した力伝達ペプチドネットワークに加わることができるペプチドを、それがその他のペプチドと相互作用してペプチドネットワークを形成する前または後のいずれかに、ペプチドの化学的および/または物理的特性を変化させる刺激に曝露させる工程を含む方法。
【国際調査報告】
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