(57)【要約】【課題】  十分に規則正しく組織化されたβシート構造を有するペプチド繊維及びその製造方法の提供。【解決手段】  一般式（１）又は（２）： Ｒ１−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−Ｒ２  （１）Ｒ１−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−Ｒ２  （２）［Ｒ１、Ｒ２はアミノ酸残基、Ｘ１、Ｘ２は親水性アミノ酸残基、Ｙ１、Ｙ２は疎水性アミノ酸残基、ｍ、ｎは１以上の整数を表す］で表されるペプチドを含むペプチド集合体を複数有し、隣接するペプチド集合体のペプチド同士はペプチド結合しておらず、複数のペプチド集合体がβシート構造をとることで構造化されてなるペプチド繊維。【選択図】  図１
2004190212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）又は（２）： 
Ｒ１−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−Ｒ２  （１）
Ｒ１−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−Ｒ２  （２）
［式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれアミノ酸残基を表し、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ親水性アミノ酸残基を表し、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ疎水性アミノ酸残基を表し、ｍ及びｎはそれぞれ１以上の整数を表し、同一ペプチド内に疎水性アミノ酸残基又は親水性アミノ酸残基が複数存在するとき、それらのアミノ酸残基は相互に同一でも異なっていてもよい］
で表されるペプチドを含むペプチド集合体を複数有し、隣接する前記ペプチド集合体の前記ペプチド同士はペプチド結合しておらず、複数の前記ペプチド集合体がβシート構造をとることで構造化されてなることを特徴とするペプチド繊維。
【請求項２】
前記一般式（１）、（２）中のＲ１の末端アミノ基及びＲ２の末端カルボキシル基がいずれも保護基を有さないことを特徴とする、請求項１に記載のペプチド繊維。
【請求項３】
前記一般式（１）、（２）中のＲ１又はＲ２の少なくとも一方が、プロリン残基、ピペコリン酸残基及び下記一般式（３）：
【化１】
2004190212.tif 000007
［式中、Ｒ３はアルキル基を表し、Ｒ４は水素原子又はアルキル基を表し、ｌは１以上の整数を表す］
で表されるアミノ酸の残基から選ばれる１種であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のペプチド繊維。
【請求項４】
前記一般式（１）、（２）中のｍとｎとの差が３以下であることを特徴とする、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のペプチド繊維。
【請求項５】
下記一般式（１）又は（２）：
Ｒ１−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−Ｒ２    （１）
Ｒ１−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−Ｒ２    （２）
［式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれアミノ酸残基を表し、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ親水性アミノ酸残基を表し、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ疎水性アミノ酸残基を表し、ｍ及びｎはそれぞれ１以上の整数を表し、同一ペプチド内に疎水性アミノ酸残基又は親水性アミノ酸残基が複数存在するとき、それらのアミノ酸残基は相互に同一でも異なっていてもよい］
で表されるペプチドを準備する工程と、
前記ペプチドを均一環境下に保持し、該ペプチドを自己組織的にβシート構造へと集合化させる工程と
を含むことを特徴とするペプチド繊維の製造方法。
【請求項６】
下記一般式（４）〜（７）：
Ｒ１−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−Ｒ５−（Ｚ）p−Ｒ６−（Ｘ３Ｙ３）ｑ−（Ｙ４Ｘ４）ｒ−Ｒ２  （４）
Ｒ１−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−Ｒ５−（Ｚ）p−Ｒ６−（Ｙ３Ｘ３）ｑ−（Ｘ４Ｙ４）ｒ−Ｒ２  （５）
Ｒ１−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−Ｒ５−（Ｚ）p−Ｒ６−（Ｘ３Ｙ３）ｑ−（Ｙ４Ｘ４）ｒ−Ｒ２  （６）
Ｒ１−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−Ｒ５−（Ｚ）p−Ｒ６−（Ｙ３Ｘ３）ｑ−（Ｘ４Ｙ４）ｒ−Ｒ２  （７）
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５及びＲ６はそれぞれアミノ酸残基を表し、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４はそれぞれ親水性アミノ酸残基を表し、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３及びＹ４はそれぞれ疎水性アミノ酸残基を表し、Ｚはアミノ酸残基を表し、ｍ、ｎ、ｐ、ｑ、ｒはそれぞれ１以上の整数を表し、同一ペプチド内に疎水性アミノ酸残基又は親水性アミノ酸残基が複数存在するとき、それらのアミノ酸残基は相互に同一でも異なっていてもよい］
のうちのいずれかで表されるペプチドを含むペプチド集合体を複数有し、隣接する前記ペプチド集合体の前記ペプチド同士はペプチド結合しておらず、複数の前記ペプチド集合体がβシート構造をとることで構造化されてなることを特徴とするペプチド繊維。
【請求項７】
前記一般式（４）〜（７）中のＲ１の末端アミノ基及びＲ２の末端カルボキシル基がいずれも保護基を有さないことを特徴とする、請求項６に記載のペプチド繊維。
【請求項８】
前記一般式（４）〜（７）中のＲ１、Ｒ２、Ｒ５又はＲ６の少なくとも一つが、プロリン残基、ピペコリン酸残基及び下記一般式（３）：
【化２】
2004190212.tif 000008
［式中、Ｒ３はアルキル基を表し、Ｒ４は水素原子又はアルキル基を表し、ｌは１以上の整数を表す］
で表されるアミノ酸の残基から選ばれる１種であることを特徴とする、請求項６又は７に記載のペプチド繊維。
【請求項９】
前記一般式（４）〜（７）中のｍ、ｎ、ｑ、ｒのうちの２つの差がいずれも３以下であることを特徴とする、請求項６〜８のうちのいずれか一項に記載のペプチド繊維。
【請求項１０】
前記一般式（４）〜（７）中のＺが側鎖官能基を有さないアミノ酸残基又は直鎖状の側鎖官能基を有するアミノ酸残基であることを特徴とする、請求項６〜９のうちのいずれか一項に記載のペプチド繊維。
【請求項１１】
前記一般式（４）〜（７）中のｐが１以上であることを特徴とする、請求項６〜１０のうちのいずれか一項に記載のペプチド繊維。
【請求項１２】
下記一般式（４）〜（７）：
Ｒ１−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−Ｒ５−（Ｚ）p−Ｒ６−（Ｘ３Ｙ３）ｑ−（Ｙ４Ｘ４）ｒ−Ｒ２  （４）
Ｒ１−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−Ｒ５−（Ｚ）p−Ｒ６−（Ｙ３Ｘ３）ｑ−（Ｘ４Ｙ４）ｒ−Ｒ２  （５）
Ｒ１−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−Ｒ５−（Ｚ）p−Ｒ６−（Ｘ３Ｙ３）ｑ−（Ｙ４Ｘ４）ｒ−Ｒ２  （６）
Ｒ１−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−Ｒ５−（Ｚ）p−Ｒ６−（Ｙ３Ｘ３）ｑ−（Ｘ４Ｙ４）ｒ−Ｒ２  （７）
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５及びＲ６はそれぞれアミノ酸残基を表し、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４はそれぞれ親水性アミノ酸残基を表し、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３及びＹ４はそれぞれ疎水性アミノ酸残基を表し、Ｚはアミノ酸残基を表し、ｍ、ｎ、ｐ、ｑ、ｒはそれぞれ１以上の整数を表し、同一ペプチド内に疎水性アミノ酸残基又は親水性アミノ酸残基が複数存在するとき、それらのアミノ酸残基は相互に同一でも異なっていてもよい］
のうちのいずれかで表されるペプチドを準備する工程と、
前記ペプチドを均一環境下に保持し、該ペプチドを自己組織的にβシート構造へと集合化させる工程と
を含むことを特徴とするペプチド繊維の製造方法。
【請求項１３】
下記一般式（８）又は（９）：
Ｒ７−（Ｒ８）ｓ−Ｒ１−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−Ｒ２  （８）
Ｒ７−（Ｒ８）ｓ−Ｒ１−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−Ｒ２  （９）
［式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ８はそれぞれアミノ酸残基を表し、Ｒ７は疎水性有機基を表し、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ親水性アミノ酸残基を表し、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ疎水性アミノ酸残基を表し、ｓ、ｍ及びｎはそれぞれ１以上の整数を表し、同一ペプチド内に疎水性アミノ酸残基又は親水性アミノ酸残基が複数存在するとき、それらのアミノ酸残基は相互に同一でも異なっていてもよい］
で表されるペプチドを含むペプチド集合体を複数有し、隣接する前記ペプチド集合体の前記ペプチド同士はペプチド結合しておらず、複数の前記ペプチド集合体がβシート構造をとることで構造化されてなることを特徴とするペプチド繊維。
【請求項１４】
前記一般式（８）、（９）中のＲ２の末端カルボキシル基が保護基を有さないことを特徴とする、請求項１３に記載のペプチド繊維。
【請求項１５】
前記一般式（８）、（９）中のＲ１又はＲ２の少なくとも一方が、プロリン残基、ピペコリン酸残基及び下記一般式（３）：
【化３】
2004190212.tif 000009
［式中、Ｒ３はアルキル基を表し、Ｒ４は水素原子又はアルキル基を表し、ｌは１以上の整数を表す］
で表されるアミノ酸の残基から選ばれる１種であることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載のペプチド繊維。
【請求項１６】
前記一般式（８）、（９）中のｍとｎとの差が３以下であることを特徴とする、請求項１３〜１５のうちのいずれか一項に記載のペプチド繊維。
【請求項１７】
前記一般式（８）、（９）中のＲ８が炭素数２以上の疎水性有機部を有するアミノ酸残基であることを特徴とする、請求項１３〜１６のうちのいずれか一項に記載のペプチド繊維。
【請求項１８】
前記一般式（８）、（９）中のＲ７が炭素数６以上の有機基であることを特徴とする、請求項１３〜１７のうちのいずれか一項に記載のペプチド繊維。
【請求項１９】
下記一般式（８）又は（９）：
Ｒ７−（Ｒ８）ｓ−Ｒ１−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−Ｒ２  （８）
Ｒ７−（Ｒ８）ｓ−Ｒ１−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−Ｒ２  （９）
［式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ８はそれぞれアミノ酸残基を表し、Ｒ７は疎水性有機基を表し、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ親水性アミノ酸残基を表し、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ疎水性アミノ酸残基を表し、ｓ、ｍ及びｎはそれぞれ１以上の整数を表し、同一ペプチド内に疎水性アミノ酸残基又は親水性アミノ酸残基が複数存在するとき、それらのアミノ酸残基は相互に同一でも異なっていてもよい］
で表されるペプチドを準備する工程と、
前記ペプチドを均一環境下に保持し、該ペプチドを自己組織的にβシート構造へと集合化させる工程と
を含むことを特徴とするペプチド繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペプチド繊維及びその製造方法に関する。なお、本発明でいうペプチド繊維には、ファイバー状のものだけでなくテープ状のものも包含される。
【背景技術】
【０００２】
たんぱく質の立体構造において、複数のアミノ酸残基がペプチド結合したペプチド鎖がとり得る二次構造としてαへリックス構造とβシート構造（あるいはβストランド構造）が知られている。このうち、βシート構造は繊維状構造を有するペプチド繊維に多く見られるものであり、例えば絹糸の場合、１００以上のβシートが水素結合、静電的結合、疎水的結合等によって規則正しく組織化されて、安定した三次元構造を形成している。
【０００３】
βシート構造を有するペプチド繊維は、安定であると共に自然界にもたんぱく質の一要素として広く存在しており、生体適合性、自然分解性等の特性を有することから、環境に優れた材料といえる。従って、アミノ酸配列の人工的な変更や機能性部位の導入によってペプチド繊維に何らかの機能を付与することができれば、広範囲に利用可能であり、また、再利用にも適した材料として利用することができる。
【０００４】
ところで、自然界に存在するペプチド繊維において、βシート構造は、通常、長大な一本のペプチド鎖がβストランドの長さ毎に折り返されることで構成されているため、βシート構造を維持したままアミノ酸配列の変更や機能性部位の導入を行うことは非常に困難である。
【０００５】
そこで、化学合成により比較的短いペプチドを製造し、そのペプチドをβストランドとしてβシート構造を形成させる方法が検討されている。かかる方法に用いられるペプチドとしては、親水性アミノ酸残基と疎水性アミノ酸残基とを交互に結合させたもの等が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】米国特許第５９５５３４３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のβシート構造の形成方法においては、βシート又はβストランドの形状制御について十分な検討が行われておらず、当該方法により形成されるβシート構造は必ずしも規則正しく組織化されたものではない。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、十分に規則正しく組織化されたβシート構造を有するペプチド繊維及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の第１のペプチド繊維は、下記一般式（１）又は（２）：
Ｒ１−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−Ｒ２  （１）
Ｒ１−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−Ｒ２  （２）
［式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれアミノ酸残基を表し、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ親水性アミノ酸残基を表し、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ疎水性アミノ酸残基を表し、ｍ及びｎはそれぞれ１以上の整数を表し、同一ペプチド内に疎水性アミノ酸残基又は親水性アミノ酸残基が複数存在するとき、それらのアミノ酸残基は相互に同一でも異なっていてもよい］
で表されるペプチドを含むペプチド集合体を複数有し、隣接するペプチド集合体のペプチド同士はペプチド結合しておらず、複数のペプチド集合体がβシート構造をとることで構造化されてなることを特徴とする。
【０００９】
上記一般式（１）又は（２）で表されるペプチドにおいては、−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−及び−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−のそれぞれ（又は−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−及び−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−のそれぞれ）において親水性アミノ酸残基と疎水性アミノ酸残基とが交互に結合することで親水面及び疎水面が形成されており、さらに親水面と疎水面とが−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−と−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−との間（又は−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−と−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−との間）で反転している。このようなペプチドがβストランドとして機能する場合、βストランド間の静電的結合、疎水結合及び水素結合等の相互作用力は若干弱くなるが、その一方で自己修復力が大きくなり、全体としてはβストランド間の相互作用の制御が容易となる。
【００１０】
また、上記一般式（１）又は（２）で表されるペプチドにおいては、その両端部にアミノ酸残基Ｒ１、Ｒ２を有することで、βストランド端部での水素結合が抑制されるため、端部が不揃いとなる現象を抑制して長さや幅などの形状制御を行うことができる。
【００１１】
従って、本発明の第１のペプチド繊維によれば、上記一般式（１）又は（２）で表されるペプチドを含んでペプチド集合体を形成せしめ、さらに複数のペプチド集合体によりペプチド繊維を形成せしめることで、自然界に存在するペプチド繊維と異なり隣接するペプチド集合体のペプチド同士がペプチド結合していないペプチド繊維であっても、十分に規則正しく組織化されたβシート構造を実現することができる。
【００１２】
本発明において、一般式（１）、（２）中のＲ１の末端アミノ基及びＲ２の末端カルボキシル基はいずれも保護基等で修飾されていても修飾されていなくてもよいが、当該末端アミノ基及び末端カルボキシル基は保護基を有さないことが好ましい。
【００１３】
また、本発明において、一般式（１）中のＲ１又はＲ２の少なくとも一方は、プロリン残基、ピペコリン酸残基及び下記一般式（３）：
【化１】
2004190212.tif 000003
［式中、Ｒ３はアルキル基を表し、Ｒ４は水素原子又はアルキル基を表し、ｌは１以上の整数を表す］
で表されるアミノ酸の残基から選ばれる１種であることが好ましい。Ｒ１又はＲ２の少なくとも一方が上記特定のアミノ酸残基であると、βストランド端部における水素結合がより確実に抑制されるため、βストランド間の端部が不揃いとなる現象を抑制してβシート構造の形状制御をより確実に行うことができる。
【００１４】
また、本発明において、一般式（１）、（２）中のｍとｎとの差は３以下であることが好ましい。これにより、ペプチド繊維の形状制御をより高水準で行うことができる。
【００１５】
また、本発明の第１のペプチド繊維の製造方法は、下記一般式（１）又は（２）：
Ｒ１−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−Ｒ２  （１）
Ｒ１−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−Ｒ２  （２）
［式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれアミノ酸残基を表し、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ親水性アミノ酸残基を表し、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ疎水性アミノ酸残基を表し、ｍ及びｎはそれぞれ１以上の整数を表し、同一ペプチド内に疎水性アミノ酸残基又は親水性アミノ酸残基が複数存在するとき、それらのアミノ酸残基は相互に同一でも異なっていてもよい］
で表されるペプチドを準備する工程と、ペプチドを均一環境下に保持し、該ペプチドを自己組織的にβシート構造へと集合化させる工程と含むことを特徴とする。
【００１６】
このように、本発明の第１のペプチド繊維の製造方法によれば、上記一般式（１）又は（２）で表されるペプチドを均一環境下に保持するだけで、当該ペプチドが、αへリックス構造からβシート構造への集合工程を経ずに、自己組織的にβシート構造へと集合化するので、十分に規則正しく組織化されたβシート構造のペプチド繊維を少ない工程数で確実に得ることができる。なお、本発明でいう均一環境とは、有機溶媒を含有し又は含有しない水溶液中の均一環境下をいう（以下、同様である。）。
【００１７】
また、本発明の第２のペプチド繊維は、下記一般式（４）〜（７）：
Ｒ１−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−Ｒ５−（Ｚ）p−Ｒ６−（Ｘ３Ｙ３）ｑ−（Ｙ４Ｘ４）ｒ−Ｒ２  （４）
Ｒ１−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−Ｒ５−（Ｚ）p−Ｒ６−（Ｙ３Ｘ３）ｑ−（Ｘ４Ｙ４）ｒ−Ｒ２  （５）
Ｒ１−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−Ｒ５−（Ｚ）p−Ｒ６−（Ｘ３Ｙ３）ｑ−（Ｙ４Ｘ４）ｒ−Ｒ２  （６）
Ｒ１−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−Ｒ５−（Ｚ）p−Ｒ６−（Ｙ３Ｘ３）ｑ−（Ｘ４Ｙ４）ｒ−Ｒ２  （７）
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５及びＲ６はそれぞれアミノ酸残基を表し、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４はそれぞれ親水性アミノ酸残基を表し、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３及びＹ４はそれぞれ疎水性アミノ酸残基を表し、Ｚはアミノ酸残基を表し、ｍ、ｎ、ｐ、ｑ、ｒはそれぞれ１以上の整数を表し、同一ペプチド内に疎水性アミノ酸残基又は親水性アミノ酸残基が複数存在するとき、それらのアミノ酸残基は相互に同一でも異なっていてもよい］
のうちのいずれかで表されるペプチドを含むペプチド集合体を複数有し、隣接するペプチド集合体のペプチド同士はペプチド結合しておらず、複数のペプチド集合体がβシート構造をとることで構造化されてなることを特徴とする。
【００１８】
上記一般式（４）〜（７）で表されるペプチドは、親水性アミノ酸残基Ｘ１〜Ｘ４と疎水性アミノ酸残基Ｙ１〜Ｙ４とが交互に結合することで親水面及び疎水面が形成され、その親水面と疎水面とが例えば−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−と−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−との間で反転する構造を有している点、並びに両端部にアミノ酸残基Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５、Ｒ６を有している点で、一般式（１）、（２）で表されるペプチドと共通する。従って、本発明の第２のペプチド繊維においては、上記一般式（４）〜（７）で表されるペプチドを含んでペプチド集合体を形成せしめ、さらに複数のペプチド集合体によりペプチド繊維を形成せしめることで、第１のペプチド繊維の場合と同様に、自然界に存在するペプチド繊維と異なり隣接するペプチド集合体のペプチド同士がペプチド結合していないペプチド繊維であっても、十分に規則正しく組織化されたβシート構造を実現することができる。
【００１９】
また、本発明の第２のペプチド繊維においては、上記一般式（４）〜（７）で表されるペプチドを用いることによって、ペプチド繊維の形成の際に撹拌や希釈を行う場合であっても、十分に規則正しく組織化されたβシート構造を安定的に形成することが可能となる。
【００２０】
なお、本発明の第２のペプチド繊維により上記効果が奏される理由については必ずしも明確ではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、一般式（４）〜（７）で表されるペプチドにおいては、アミノ酸残基Ｚの両側のペプチド鎖がそれぞれβストランドとなり、これらのβストランドが−（Ｚ）ｐ−で表される部位を介して共有結合により連結されることによって、同一分子中において−（Ｚ）ｐ−で表される部位がリンカーとして機能し、２つのβストランド間での水素結合によりβシート構造のコアが形成されるものと考えられる。そして、このβシート構造のコアが十分に高い安定性を有しているため、撹拌や希釈を行う場合であっても、十分に規則正しく組織化されたβシート構造を安定的に形成できるものと考えられる。
【００２１】
本発明の第２のペプチド繊維においては、一般式（４）〜（７）中のＲ１の末端アミノ基及びＲ２の末端カルボキシル基はいずれも保護基等で修飾されていても修飾されていなくてもよいが、当該末端アミノ基及び末端カルボキシル基は保護基を有さないことが好ましい。
【００２２】
また、本発明の第２のペプチド繊維においては、一般式（４）〜（７）中のＲ１、Ｒ２、Ｒ５又はＲ６の少なくとも一つが、プロリン残基、ピペコリン酸残基及び下記一般式（３）：
【化２】
2004190212.tif 000004
［式中、Ｒ３はアルキル基を表し、Ｒ４は水素原子又はアルキル基を表し、ｌは１以上の整数を表す］
で表されるアミノ酸の残基から選ばれる１種であることが好ましい。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５又はＲ６の少なくとも一つが上記特定のアミノ酸残基であると、βストランド端部における水素結合がより確実に抑制されるため、βストランド間の端部が不揃いとなる現象を抑制してβシート構造の形状制御をより確実に行うことができる。
【００２３】
また、本発明の第２のペプチド繊維においては、一般式（４）〜（７）中のｍ、ｎ、ｑ、ｒのうちの２つの差がいずれも３以下であることが好ましい。これにより、ペプチド繊維の形状制御をより高水準で行うことができる。
【００２４】
また、本発明の第２のペプチド繊維においては、一般式（４）〜（７）中のＺが側鎖官能基を有さないアミノ酸残基又は直鎖状の側鎖官能基を有するアミノ酸残基であることが好ましい。このとき、Ｚは両側のβストランドと強い相互作用を生じず、ペプチド鎖はＺを介して２本のβストランドに分けられる。これにより２本のβストランドによりβシート構造のコアの形成が確実となり、その２本のβストランドが共有結合で連結されていることにより、βシート構図の安定性が高められるものと、本発明者らは推察する。
【００２５】
また、本発明の第２のペプチド繊維においては、一般式（４）〜（７）中のｐが１以上であることが好ましい。これにより、形成されたペプチド繊維におけるβシート構造の安定性をさらに高めることができる。
【００２６】
本発明の第２のペプチド繊維の製造方法は、下記一般式（４）〜（７）：
Ｒ１−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−Ｒ５−（Ｚ）p−Ｒ６−（Ｘ３Ｙ３）ｑ−（Ｙ４Ｘ４）ｒ−Ｒ２  （４）
Ｒ１−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−Ｒ５−（Ｚ）p−Ｒ６−（Ｙ３Ｘ３）ｑ−（Ｘ４Ｙ４）ｒ−Ｒ２  （５）
Ｒ１−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−Ｒ５−（Ｚ）p−Ｒ６−（Ｘ３Ｙ３）ｑ−（Ｙ４Ｘ４）ｒ−Ｒ２  （６）
Ｒ１−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−Ｒ５−（Ｚ）p−Ｒ６−（Ｙ３Ｘ３）ｑ−（Ｘ４Ｙ４）ｒ−Ｒ２  （７）
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５及びＲ６はそれぞれアミノ酸残基を表し、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４はそれぞれ親水性アミノ酸残基を表し、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３及びＹ４はそれぞれ疎水性アミノ酸残基を表し、Ｚはアミノ酸残基を表し、ｍ、ｎ、ｐ、ｑ、ｒはそれぞれ１以上の整数を表し、同一ペプチド内に疎水性アミノ酸残基又は親水性アミノ酸残基が複数存在するとき、それらのアミノ酸残基は相互に同一でも異なっていてもよい］
のうちのいずれかで表されるペプチドを準備する工程と、ペプチドを均一環境下に保持し、該ペプチドを自己組織的にβシート構造へと集合化させる工程とを含むことを特徴とする。
【００２７】
このように、本発明の第２のペプチド繊維の製造方法によれば、上記一般式（４）〜（７）で表されるペプチドを均一環境下に保持するだけで、当該ペプチドが、αへリックス構造からβシート構造への集合工程を経ずに、自己組織的にβシート構造へと集合化するので、十分に規則正しく組織化されたβシート構造のペプチド繊維を少ない工程数で確実に得ることができる。
【００２８】
また、本発明の第３のペプチド繊維は、下記一般式（８）又は（９）：
Ｒ７−（Ｒ８）ｓ−Ｒ１−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−Ｒ２  （８）
Ｒ７−（Ｒ８）ｓ−Ｒ１−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−Ｒ２  （９）
［式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ８はそれぞれアミノ酸残基を表し、Ｒ７は疎水性有機基を表し、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ親水性アミノ酸残基を表し、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ疎水性アミノ酸残基を表し、ｓ、ｍ及びｎはそれぞれ１以上の整数を表し、同一ペプチド内に疎水性アミノ酸残基又は親水性アミノ酸残基が複数存在するとき、それらのアミノ酸残基は相互に同一でも異なっていてもよい］
で表されるペプチドを含むペプチド集合体を複数有し、隣接するペプチド集合体のペプチド同士はペプチド結合しておらず、複数のペプチド集合体がβシート構造をとることで構造化されてなることを特徴とする。
【００２９】
上記一般式（８）、（９）で表されるペプチドは、親水性アミノ酸残基Ｘ１、Ｘ２と疎水性アミノ酸残基Ｙ１、Ｙ２とが交互に結合することで親水面及び疎水面が形成され、その親水面と疎水面とが例えば−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−と−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−との間で反転する構造を有している点、並びにこれらのペプチド鎖の両端部にアミノ酸残基Ｒ１、Ｒ２を有している点で、一般式（１）、（２）で表されるペプチド並びに一般式（４）〜（７）で表されるペプチドと共通する。従って、本発明の第３のペプチド繊維においては、上記一般式（８）、（９）で表されるペプチドを含んでペプチド集合体を形成せしめ、さらに複数のペプチド集合体によりペプチド繊維を形成せしめることで、第１及び第２のペプチド繊維の場合と同様に、自然界に存在するペプチド繊維と異なり隣接するペプチド集合体のペプチド同士がペプチド結合していないペプチド繊維であっても、十分に規則正しく組織化されたβシート構造を実現することができる。
【００３０】
また、本発明の第３のペプチド繊維においては、上記一般式（８）又は（９）で表されるペプチドを用いることによって、ペプチド繊維の形成の際に撹拌や希釈を行う場合であっても、十分に規則正しく組織化されたβシート構造を安定的に形成することが可能となる。
【００３１】
なお、本発明の第３のペプチド繊維により上記効果が奏される理由については必ずしも明確ではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、一般式（８）、（９）で表されるペプチドの場合、疎水性有機基Ｒ７同士の非共有結合的相互作用及びβストランド（Ｒ１とＲ２との間のペプチド鎖）間での水素結合により、２個のペプチドからなりそれぞれのＲ７−（Ｒ８）ｓ−Ｒ１−で表される部位を分子間結合部とするβシート構造のコアが形成されるものと考えられる。そして、βストランドの端部に位置する疎水性有機基Ｒ５に由来する強い疎水的相互作用により、βシート構造のコアの安定性が高められるため、撹拌や希釈を行う場合であっても、十分に規則正しく組織化されたβシート構造を安定的に形成できるものと考えられる。
【００３２】
本発明の第３のペプチド繊維において、一般式（８）、（９）中のＲ２の末端カルボキシル基保護基等で修飾されていても修飾されていなくてもよいが、当該末端カルボキシル基は保護基を有さないことが好ましい。
【００３３】
また、本発明の第３のペプチド繊維においては、一般式（８）、（９）中のＲ１又はＲ２の少なくとも一方が、プロリン残基、ピペコリン酸残基及び下記一般式（３）：
【化３】
2004190212.tif 000005
［式中、Ｒ３はアルキル基を表し、Ｒ４は水素原子又はアルキル基を表し、ｌは１以上の整数を表す］
で表されるアミノ酸の残基から選ばれる１種であることが好ましい。Ｒ１又はＲ２の少なくとも一方が上記特定のアミノ酸残基であると、βストランド端部における水素結合がより確実に抑制されるため、βストランド間の端部が不揃いとなる現象を抑制してβシート構造の形状制御をより確実に行うことができる。
【００３４】
また、本発明の第３のペプチド繊維においては、一般式（８）、（９）中のｍとｎとの差が３以下であることが好ましい。これにより、ペプチド繊維の形状制御をより高水準で行うことができる。
【００３５】
また、本発明の第３のペプチド繊維においては、一般式（８）、（９）中のＲ６が炭素数２以上の疎水性有機部を有するアミノ酸残基であることが好ましい。これにより、形成されたペプチド繊維におけるβシート構造の安定性をさらに高めることができる。
【００３６】
また、本発明の第３のペプチド繊維においては、一般式（８）、（９）中のＲ５が炭素数６以上の有機基であることが好ましい。これにより、形成されたペプチド繊維におけるβシート構造の安定性をさらに高めることができる。
【００３７】
また、本発明の第３のペプチド繊維の製造方法は、下記一般式（８）又は（９）：
Ｒ７−（Ｒ８）ｓ−Ｒ１−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−Ｒ２  （８）
Ｒ７−（Ｒ８）ｓ−Ｒ１−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−Ｒ２  （９）
［式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ８はそれぞれアミノ酸残基を表し、Ｒ７は疎水性有機基を表し、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ親水性アミノ酸残基を表し、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ疎水性アミノ酸残基を表し、ｓ、ｍ及びｎはそれぞれ１以上の整数を表し、同一ペプチド内に疎水性アミノ酸残基又は親水性アミノ酸残基が複数存在するとき、それらのアミノ酸残基は相互に同一でも異なっていてもよい］
で表されるペプチドを準備する工程と、ペプチドを均一環境下に保持し、該ペプチドを自己組織的にβシート構造へと集合化させる工程とを含むことを特徴とする。
【００３８】
このように、本発明の第３のペプチド繊維の製造方法によれば、上記一般式（８）又は（９）で表されるペプチドを均一環境下に保持するだけで、当該ペプチドが、αへリックス構造からβシート構造への集合工程を経ずに、自己組織的にβシート構造へと集合化するので、十分に規則正しく組織化されたβシート構造のペプチド繊維を少ない工程数で確実に得ることができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、十分に規則正しく組織化されたβシート構造を有するペプチド繊維及びその製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００４１】
先ず、本発明の第１のペプチド繊維について説明する。
【００４２】
本発明の第１のペプチド繊維は、上述のように、下記一般式（１）又は（２）で表されるペプチドを含むペプチド集合体を複数有し、隣接するペプチド集合体のペプチド同士はペプチド結合しておらず、複数のペプチド集合体がβシート構造をとることで構造化されてなるものである。
【００４３】
Ｒ１−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−Ｒ２    （１）
Ｒ１−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−Ｒ２    （２）
［式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれアミノ酸残基を表し、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ親水性アミノ酸残基を表し、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ疎水性アミノ酸残基を表し、ｍ及びｎはそれぞれ１以上の整数を表し、同一ペプチド内に疎水性アミノ酸残基又は親水性アミノ酸残基が複数存在するとき、それらのアミノ酸残基は相互に同一でも異なっていてもよい。］
上記一般式（１）、（２）で表されるペプチドは、親水性アミノ酸残基と疎水性アミノ酸残基とが交互に結合した２つのペプチド鎖−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−、−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−（又は−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−、−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−）を含んで構成されており、親水性アミノ酸残基Ｘ１、Ｘ２が配置された側の面が親水面、疎水性アミノ酸残基Ｙ１、Ｙ２が配置された側の面が疎水面となっている。また、親水面と疎水面とは−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−と−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−との間（又は−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−と−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−との間）で反転している。このようなペプチド鎖を有することで、βストランド間の静電的結合、疎水的結合、水素結合等の相互作用力は若干弱くなるが、その一方で自己修復力が大きくなり、全体としてはβストランド間の相互作用の制御が容易となる。Ｘ１及びＸ２としてはグルタミン酸残基、リジン残基、アスパラギン酸残基、アルギニン残基が好ましく、Ｙ１及びＹ２としてはイソロイシン残基、フェニルアラニン残基、チロシン残基、バリン残基が好ましい。
【００４４】
一般式（１）、（２）において、親水性アミノ酸残基Ｘ１、Ｘ２、疎水性アミノ酸残基Ｙ１、Ｙ２がそれぞれ複数存在する場合、Ｘ１、Ｘ２がいずれもリジン残基、Ｙ１、Ｙ２がいずれもイソロイシン残基であるペプチドのように親水性アミノ酸残基同士又は疎水性アミノ酸残基同士の種類が同一でもあってもよい。また、Ｘ１がリジン残基、Ｘ２がグルタミン酸残基、Ｙ１がイソロイシン残基、Ｙ２がバリン残基であるペプチドのように親水性アミノ酸残基同士及び疎水性アミノ酸残基同士が異なる種類であってもよい。
【００４５】
また、一般式（１）、（２）中のｍ及びｎはそれぞれＸ１Ｙ１又はＸ２Ｙ２の繰り返し数を表す１以上の整数である。ここで、ｍとｎとは同一でも異なっていてもよく、また、ｍとｎが異なる場合にはｍ、ｎの大小関係は特に制限されない。しかしながら、形状制御の点からは、ｍとｎとの差は３以下であることが好ましく、ｍ、ｎが同数であることが特に好ましい。
【００４６】
また、上記一般式（１）又は（２）で表されるペプチドは、その両末端にアミノ酸残基Ｒ１、Ｒ２を有する。このようにペプチドの両末端にアミノ残基を配することで、βシート構造を形成する際にβストランドの端部における水素結合が抑制されるので、当該水素結合に起因する繊維幅方向の乱れを抑制することができる。
【００４７】
Ｒ１、Ｒ２はアミノ酸残基であれば特に制限されないが、Ｒ１又はＲ２の少なくとも一方はプロリン残基、ピペコリン酸残基及び下記一般式（３）：
【化４】
2004190212.tif 000006
［式中、Ｒ３はアルキル基を表し、Ｒ４は水素原子又はアルキル基を表し、ｌは１以上の整数を表す］
で表されるアミノ酸の残基から選ばれる１種であることが好ましい。ペプチド鎖の末端アミノ酸残基として上記特定のアミノ酸残基を配することで、βストランド端部における水素結合が十分に抑制されるため、βストランド間の端部が不揃いとなる現象をより確実に抑制することができる。
【００４８】
一般式（３）で表されるアミノ酸に関し、式中のＲ３で表されるアルキル基、さらにはＲ４がアルキル基である場合の当該アルキル基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基などが挙げられる。一般式（３）で表されるアミノ酸としては、例えばザルコシン（Ｒ３がメチル基、Ｒ４が水素原子、ｌが１であるアミノ酸）が挙げられる。
【００４９】
ここで、一般式（１）、（２）で表されるペプチドが整列するときの状態を図１に、本発明のペプチドの整列により形成されるβシート構造のペプチド集合体を図２に、図２に示したペプチド集合体により形成されるペプチド繊維を図３に、それぞれ模式的に示す。図１に示した４個のペプチドはいずれも、一般式（１）中のＲ１、Ｒ２がプロリン残基、ｍ、ｎが２であるペプチドである。このように親水性アミノ酸残基と疎水性残基とを交互に結合させて親水面及び疎水面を形成させ、さらに親水面と疎水面とを反転させたペプチドを用いることによって、隣接する２個のペプチド間の水素結合（図１中の点線）によりペプチドを重なり合わせる際に、親水面同士及び疎水面同士が対向するように重なり合わせることができる。また、ペプチドの両端部にアミノ酸残基（図中のプロリン残基）を配することで、ペプチド端部における水素結合が抑制されるので、βストランドの並びが乱れる現象を抑制することができる。このようにして本発明にかかるペプチドが規則正しく整列することによりβシート構造のペプチド集合体が形成され（図２）、さらに、複数のβシートの相互作用により本発明の第１のペプチド繊維が形成される（図３）。
【００５０】
次に、本発明の第１のペプチド繊維の製造方法について説明する。
【００５１】
本発明の第１のペプチド繊維の製造方法は、上記一般式（１）又は（２）で表されるペプチドを準備する工程と、当該ペプチドを均一環境下に保持し、ペプチドを自己組織的にβシート構造へと集合化させる工程とを含むものである。
【００５２】
一般式（１）、（２）で表されるペプチドの準備工程においては、９−フルオレニルメトキシカルボニル（Ｆｍｏｃ）固相合成法等により合成することができ、また、天然のたんぱく質から切り出して利用することができる。
【００５３】
例えば、一般式（１）で表されるペプチドをＦｍｏｃ固相合成法により合成する場合、Ｃ末端側からＮ末端側に向けてペプチド合成するため、先ず、Ｒ２を与えるアミノ酸をＦｍｏｃ基で保護基化したもの（Ｆｍｏｃ−Ｒ２、以下同様である）を所定の樹脂に固定してからＦｍｏｃ基を脱離させる。次に、Ｒ１が固定された樹脂をＦｍｏｃ−Ｘ２と反応させ、Ｆｍｏｃ基を脱離させた後の樹脂をＦｍｏｃ−Ｙ２と反応させる。このようにして親水性アミノ酸残基Ｘ２及び疎水性アミノ酸残基Ｙ２の導入をｎ回繰り返すことにより、Ｒ２を始点としてペプチド鎖−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−を形成させることができる。そして、Ｆｍｏｃ−Ｙ１及びＦｍｏｃ−Ｘ１を用いて同様の操作をｍ回行うことにより、ペプチド鎖−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−の端部にペプチド鎖−（Ｘ１Ｙ１）ｎ−を形成させることができ、さらに、Ｆｍｏｃ−Ｒ１を用いて同様の操作を１回行った後、Ｆｍｏｃ基を脱離させ、ペプチドを樹脂から切り出すことによって、一般式（１）で表されるペプチドが得られる。このようなペプチドの合成は、文献（Takahashi, T., Ueno, A., Mihara, H. ChemBioChem. 2002, 3, 543-549; Chan, W.C., White, P.D. Fmoc Solid Phase Peptide Synthesis, Oxford University Press Inc., New York, 2000）を参照して行うことができる。
【００５４】
得られたペプチドは、必要により逆相ＨＰＬＣ等を用いて精製してもよい。また、ペプチドの同定は、マトリックス支援レーザーイオン化飛行時間型質量分析装置（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦＭＳ）による分子量測定、アミノ酸分析等により行うことができる。
【００５５】
一般式（１）又は（２）で表されるペプチドは、均一環境下に保持するだけで、自発的、自己組織的にβシート構造へと集合化して本発明の第１のペプチド繊維を形成する。より具体的には、少量の有機溶媒を含有し又は含有しない水溶液の均一環境下に当該ペプチドを保持すればよい。かかる水溶液としては、トリス塩酸緩衝液等の緩衝液を用いることが好ましい。また、緩衝液中のペプチドの濃度は１μＭ〜１０ｍＭが好ましい。
【００５６】
このようにして得られる本発明の第１のペプチド繊維は、数ｎｍのペプチドがβストランドとして整列することでβシート構造が形成されたものであり、その形状は、通常、ファイバー状又はテープ状となる。ペプチドの構造は円二色性（ＣＤ）スペクトル等により確認することができ、また、組織化されたペプチド繊維は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、ペプチド繊維特異的結合色素（チオフラビンＴ、コンゴーレッド等）により確認することができる。
【００５７】
本発明の第１のペプチド繊維において、βストランドとしてのペプチドが有する末端カルボキシル基や末端アミノ基には、たんぱく質、糖質、脂質、補酵素、色素、液晶性分子、金属配位子などの機能性部位を化学結合や分子間相互作用により導入することができ、その場合もβシート構造は安定に維持される。従って、本発明の第１のペプチド繊維は、機能性の付与が可能なペプチド繊維として、細胞工学や組織工学などの医学用光学材料、分子検出マイクロアレイ等のナノテクノロジー材料、光学材料、分子電子材料等の幅広い分野で利用することが可能である。
【００５８】
また、βストランド間の静電的結合又は疎水結合に基づき複数種のペプチドを組み合わせてペプチド繊維を得ることも可能である。このことは、機能性部位の導入、さらにはそれらの導入間隔の制御を可能とする点で非常に有用である。さらに、静電的結合等をｐＨや金属イオン等により制御すること、あるいは疎水的結合を有機溶媒又は温度変化等により制御することで、繊維形状を制御することも可能である。
【００５９】
また、本発明の第１のペプチド繊維は、有機溶剤又は酸もしくはアルカリ溶液に混合し、複数のペプチドに分離し、回収することで、再利用することもできる。
【００６０】
次に、本発明の第２のペプチド繊維について説明する。
【００６１】
本発明の第２のペプチド繊維は、下記一般式（４）〜（７）のうちのいずれかで表されるペプチドを含むペプチド集合体を複数有し、隣接するペプチド集合体のペプチド同士はペプチド結合しておらず、複数のペプチド集合体がβシート構造をとることで構造化されてなるものである。
【００６２】
Ｒ１−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−Ｒ５−（Ｚ）p−Ｒ６−（Ｘ３Ｙ３）ｑ−（Ｙ４Ｘ４）ｒ−Ｒ２  （４）
Ｒ１−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−Ｒ５−（Ｚ）p−Ｒ６−（Ｙ３Ｘ３）ｑ−（Ｘ４Ｙ４）ｒ−Ｒ２  （５）
Ｒ１−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−Ｒ５−（Ｚ）p−Ｒ６−（Ｘ３Ｙ３）ｑ−（Ｙ４Ｘ４）ｒ−Ｒ２  （６）
Ｒ１−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−Ｒ５−（Ｚ）p−Ｒ６−（Ｙ３Ｘ３）ｑ−（Ｘ４Ｙ４）ｒ−Ｒ２  （７）
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５及びＲ６はそれぞれアミノ酸残基を表し、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４はそれぞれ親水性アミノ酸残基を表し、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３及びＹ４はそれぞれ疎水性アミノ酸残基を表し、Ｚはアミノ酸残基を表し、ｍ、ｎ、ｐ、ｑ、ｒはそれぞれ１以上の整数を表し、同一ペプチド内に疎水性アミノ酸残基又は親水性アミノ酸残基が複数存在するとき、それらのアミノ酸残基は相互に同一でも異なっていてもよい］
上記一般式（４）〜（７）で表されるペプチドは、親水性アミノ酸残基Ｘ１〜Ｘ４と疎水性アミノ酸残基Ｙ１〜Ｙ４とが交互に結合したペプチド鎖−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−（又は−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−）、−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−（又は−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−）、−（Ｘ３Ｙ３）ｑ−（又は−（Ｙ３Ｘ３）ｑ−）、−（Ｙ４Ｘ４）ｒ−（又は−（Ｘ４Ｙ４）ｒ−）を含んで構成されており、これらのペプチド鎖においては親水性アミノ酸残基Ｘ１〜Ｘ４が配置された側の面が親水面、疎水性アミノ酸残基Ｙ１〜Ｙ４が配置された側の面が疎水面となっている。また、親水面と疎水面とは隣接する２個のペプチド鎖の間で反転している。例えば一般式（４）で表されるペプチドの場合、−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−と−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−との間、並びに−（Ｘ３Ｙ３）ｍ−と−（Ｙ４Ｘ４）ｎ−との間で親水面と疎水面とが反転している。このようなペプチド鎖を有することで、βストランド間の静電的結合、疎水的結合、水素結合等の相互作用は若干弱くなるが、その一方で自己修復力が大きくなり、全体としてβストランド間の相互作用が容易となる点は、一般式（１）、（２）で表されるペプチドと同様である。
【００６３】
Ｘ１〜Ｘ４としてはグルタミン酸残基、リジン残基、アスパラギン酸残基、アルギニン残基が好ましい。また、Ｙ１〜Ｙ４としてはイソロイシン残基、フェニルアラニン残基、チロシン残基、バリン残基が好ましい。なお、同一分子中に親水性アミノ酸残基Ｘ１、Ｘ２、疎水性アミノ酸残基Ｙ１、Ｙ２がそれぞれ複数存在する場合に親水性アミノ酸残基同士又は疎水性アミノ酸残基同士の種類が同一でも異なる種類であってもよい点は一般式（１）、（２）で表されるペプチドの場合と同様である。
【００６４】
また、一般式（４）〜（７）中、ｍ、ｎ、ｑ、ｒはそれぞれＸ１Ｙ１（又はＹ１Ｘ１）、Ｙ２Ｘ２（又はＸ２Ｙ２）、Ｘ３Ｙ３（又はＹ３Ｘ３）、Ｙ４Ｘ４（又はＸ４Ｙ４）の繰り返し数を表す１以上の整数である。ここで、ｍ、ｎ、ｑ、ｒはそれぞれ同一でも異なっていてもよく、また、ｍ、ｎ、ｑ、ｒが異なる場合にはそれらの大小関係は特に制限されない。しかしながら、形状制御の点からは、ｍ、ｎ、ｑ、ｒのうちの２つの差がいずれも３以下であることが好ましく、ｍ、ｎ、ｑ、ｒが同数であることが特に好ましい。
【００６５】
また、一般式（４）〜（７）で表されるペプチドは、その２つのβストランド端部にアミノ酸残基Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５、Ｒ６を有する。このようにペプチドのβストランド端部にアミノ残基を配することで、βシート構造を形成する際にβストランドの端部における水素結合が抑制されるので、当該水素結合に起因する繊維幅方向の乱れを抑制することができる。
【００６６】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５及びＲ６はそれぞれアミノ酸残基であれば特に制限されないが、一般式（１）、（２）で表されるペプチドの場合と同様に、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５又はＲ６の少なくとも一つはプロリン残基、ピペコリン酸残基及び上記一般式（３）で表されるアミノ酸の残基から選ばれる１種であることが好ましい。ペプチド鎖の末端アミノ酸残基として上記特定のアミノ酸残基を配することで、βストランド端部における水素結合が十分に抑制されるため、βストランド間の端部が不揃いとなる現象をより確実に抑制することができる。一般式（３）で表されるアミノ酸に関し、式中のＲ３で表されるアルキル基、さらにはＲ４がアルキル基である場合の当該アルキル基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基などが挙げられる。一般式（３）で表されるアミノ酸としては、例えばザルコシン（Ｒ３がメチル基、Ｒ４が水素原子、ｌが１であるアミノ酸）が挙げられる。
【００６７】
また、一般式（４）〜（７）中、Ｚはアミノ酸残基を表す。アミノ酸残基Ｚとしては、側鎖官能基を有さないアミノ酸残基又は直鎖状の側鎖官能基を有するアミノ酸残基が好ましい。好ましいアミノ酸残基の具体例としては、グリシン残基、アラニン残基、βアラニン残基、アミノカプロン酸残基、Ｎ−アミノジオキシオクタン酸残基、グルタミン酸残基、リジン残基、アスパラギン酸残基、アルギニン残基、セリン残基、システイン残基等が挙げられる。Ｚがこれらのアミノ酸残基であることにより、−（Ｚ）ｐ−に立体構造的な柔軟性が付与されるため、βシート構造の安定性がより向上する。また、ｐはアミノ酸残基Ｚの総数を表す１以上の整数である。
【００６８】
ここで、一般式（４）〜（７）で表されるペプチドにより形成されるβシート構造のコアを図４に模式的に示す。図４中の矢印はβストランドを示し、矢印の向きはβストランドのＮ末端からＣ末端への向きを示している（以下、同様である）。図示の通り、一般式（４）〜（７）で表されるペプチドにおいては、−（Ｚ）ｐ−の両側のペプチド鎖がそれぞれβストランドとなり、これらのβストランドが−（Ｚ）ｐ−を介して共有結合により連結されることによって、同一分子中において、アミノ酸残基Ｚがリンカーとして機能し、２つのβストランド間での水素結合によりβシート構造のコアが形成されるものと考えられる。そして、このβシート構造のコアが十分に高い安定性を有しているため、撹拌や希釈を行う場合であっても、十分に規則正しく組織化されたβシート構造を安定的に形成できるものと考えられる。
【００６９】
一般式（４）〜（７）中のｐは、−（Ｚ）ｐ−で表される部位がリンカーとして機能するための長さを与える数であることが好ましく、具体的には、１以上であることが好ましい。また、２つのβストランド間での水素結合による相互作用をより有効に発現させ、βシート構造のコアを一層高水準で安定化させる点からは、ｐは２〜４であることがより好ましい。
【００７０】
次に、本発明の第２のペプチド繊維の製造方法について説明する。
【００７１】
本発明の第２のペプチド繊維の製造方法は、上記一般式（４）〜（７）のうちのいずれかで表されるペプチドを準備する工程と、ペプチドを均一環境下に保持し、該ペプチドを自己組織的にβシート構造へと集合化させる工程とを含むものである。
【００７２】
一般式（４）〜（７）で表されるペプチドの準備工程においては、第１のペプチド繊維の製造方法の場合と同様に、９−フルオレニルメトキシカルボニル（Ｆｍｏｃ）固相合成法等により合成することができ、また、天然のたんぱく質から切り出して利用することができる。得られたペプチドは、必要により逆相ＨＰＬＣ等を用いて精製してもよい。また、ペプチドの同定は、マトリックス支援レーザーイオン化飛行時間型質量分析装置（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦＭＳ）による分子量測定、アミノ酸分析等により行うことができる。
【００７３】
一般式（４）〜（７）で表されるペプチドは、均一環境下に保持するだけで、自発的、自己組織的にβシート構造へと集合化して本発明の第２のペプチド繊維を形成する。より具体的には、少量の有機溶媒を含有し又は含有しない水溶液の均一環境下に当該ペプチドを保持すればよい。かかる水溶液としては、トリス塩酸緩衝液等の緩衝液を用いてもよい。緩衝液中のペプチドの濃度は１μＭ〜１０ｍＭが好ましいが、第２のペプチド繊維の場合は、一般式（４）〜（７）で表されるペプチドの使用により、第１のペプチド繊維の場合よりも低いペプチド濃度でペプチド繊維を形成することができる。また、水溶液を撹拌、希釈した場合であっても、ペプチド繊維を安定的に形成することができる。
【００７４】
このようにして得られる本発明の第２のペプチド繊維は、数ｎｍのペプチドがβストランドとして整列することでβシート構造が形成されたものであり、その形状は、通常、ファイバー状又はテープ状となる。ペプチドの構造は円二色性（ＣＤ）スペクトル等により確認することができ、また、組織化されたペプチド繊維は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、ペプチド繊維特異的結合色素（チオフラビンＴ、コンゴーレッド等）により確認することができる。
【００７５】
本発明の第２のペプチド繊維において、βストランドとしてのペプチドが有する末端カルボキシル基や末端アミノ基には、たんぱく質、糖質、脂質、補酵素、色素、液晶性分子、金属配位子などの機能性部位を化学結合や分子間相互作用により導入することができ、その場合もβシート構造は安定に維持される。従って、本発明の第２のペプチド繊維は、機能性の付与が可能なペプチド繊維として、細胞工学や組織工学などの医学用光学材料、分子検出マイクロアレイ等のナノテクノロジー材料、光学材料、分子電子材料等の幅広い分野で利用することが可能である。
【００７６】
また、βストランド間の静電的結合又は疎水結合に基づき複数種のペプチドを組み合わせてペプチド繊維を得ることも可能である。このことは、機能性部位の導入、さらにはそれらの導入間隔の制御を可能とする点で非常に有用である。さらに、静電的結合等をｐＨや金属イオン等により制御すること、あるいは疎水的結合を有機溶媒又は温度変化等により制御することで、繊維形状を制御することも可能である。
【００７７】
また、本発明の第２のペプチド繊維は、有機溶剤又は酸もしくはアルカリ溶液に混合し、複数のペプチドに分離し、回収することで、再利用することもできる。
【００７８】
次に、本発明の第３のペプチド繊維について説明する。
【００７９】
本発明の第３のペプチド繊維は、下記一般式（８）又は（９）で表されるペプチドを含むペプチド集合体を複数有し、隣接するペプチド集合体のペプチド同士はペプチド結合しておらず、複数のペプチド集合体がβシート構造をとることで構造化されてなることを特徴とする。
【００８０】
Ｒ７−（Ｒ８）ｓ−Ｒ１−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−Ｒ２  （８）
Ｒ７−（Ｒ８）ｓ−Ｒ１−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−Ｒ２  （９）
［式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ８はそれぞれアミノ酸残基を表し、Ｒ７は疎水性有機基を表し、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ親水性アミノ酸残基を表し、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ疎水性アミノ酸残基を表し、ｓ、ｍ及びｎはそれぞれ１以上の整数を表し、同一ペプチド内に疎水性アミノ酸残基又は親水性アミノ酸残基が複数存在するとき、それらのアミノ酸残基は相互に同一でも異なっていてもよい。］
上記一般式（８）、（９）で表されるペプチドは、親水性アミノ酸残基Ｘ１、Ｘ２と疎水性アミノ酸残基Ｙ１、Ｙ２とが交互に結合したペプチド鎖−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−（又は−（Ｙ１Ｘ１）ｍ−）、−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−（又は−（Ｘ２Ｙ２）ｎ−）を含んで構成されており、これらのペプチド鎖においては親水性アミノ酸残基Ｘ１、Ｘ２が配置された側の面が親水面、疎水性アミノ酸残基Ｙ１、Ｙ２が配置された側の面が疎水面となっている。また、親水面と疎水面とは隣接する２個のペプチド鎖の間で反転している。例えば一般式（８）で表されるペプチドの場合、−（Ｘ１Ｙ１）ｍ−と−（Ｙ２Ｘ２）ｎ−との間で親水面と疎水面とが反転している。このようなペプチド鎖を有することで、βストランド間の静電的結合、疎水的結合、水素結合等の相互作用は若干弱くなるが、その一方で自己修復力が大きくなり、全体としてβストランド間の相互作用が容易となる点は、一般式（１）、（２）で表されるペプチド、並びに一般式（４）〜（７）で表されるペプチドと同様である。
【００８１】
Ｘ１、Ｘ２としてはグルタミン酸残基、リジン残基、アスパラギン酸残基、アルギニン残基が好ましい。また、Ｙ１、Ｙ２としてはイソロイシン残基、フェニルアラニン残基、チロシン残基、バリン残基が好ましい。なお、同一分子中に親水性アミノ酸残基Ｘ１、Ｘ２、疎水性アミノ酸残基Ｙ１、Ｙ２がそれぞれ複数存在する場合に親水性アミノ酸残基同士又は疎水性アミノ酸残基同士の種類が同一でも異なる種類であってもよい点は一般式（１）〜（７）で表されるペプチドの場合と同様である。
【００８２】
また、一般式（８）、（９）中、ｍ、ｎはそれぞれＸ１Ｙ１（又はＹ１Ｘ１）、Ｙ２Ｘ２（又はＸ２Ｙ２）の繰り返し数を表す１以上の整数である。ここで、ｍ、ｎはそれぞれ同一でも異なっていてもよく、また、ｍ、ｎが異なる場合にはそれらの大小関係は特に制限されない。しかしながら、形状制御の点からは、ｍ、ｎの差が３以下であることが好ましく、ｍ、ｎが同数であることが特に好ましい。
【００８３】
また、一般式（８）、（９）で表されるペプチドは、βストランド端部にアミノ酸残基Ｒ１、Ｒ２を有する。このようにβストランド端部にアミノ残基を配することで、βシート構造を形成する際にβストランドの端部における水素結合が抑制されるので、当該水素結合に起因する繊維幅方向の乱れを抑制することができる。
【００８４】
Ｒ１、Ｒ２はアミノ酸残基であれば特に制限されないが、一般式（１）、（２）で表されるペプチドの場合と同様に、Ｒ１又はＲ２の少なくとも一方はプロリン残基、ピペコリン酸残基及び上記一般式（３）で表されるアミノ酸の残基から選ばれる１種であることが好ましい。ペプチド鎖の末端アミノ酸残基として上記特定のアミノ酸残基を配することで、βストランド端部における水素結合が十分に抑制されるため、βストランド間の端部が不揃いとなる現象をより確実に抑制することができる。一般式（３）で表されるアミノ酸に関し、式中のＲ３で表されるアルキル基、さらにはＲ４がアルキル基である場合の当該アルキル基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基などが挙げられる。一般式（３）で表されるアミノ酸としては、例えばザルコシン（Ｒ３がメチル基、Ｒ４が水素原子、ｌが１であるアミノ酸）が挙げられる。
【００８５】
さらに、一般式（８）、（９）で表されるペプチドにおいて、Ｒ１側末端にはＲ７−（Ｒ８）ｓ−が結合している。Ｒ７は疎水性有機基であり、Ｒ８はアミノ酸残基である。疎水性有機基Ｒ７は、アミノ酸残基Ｒ８の側鎖としてＲ８に結合していてもよく、アミノ酸残基Ｒ８のアミノ基との間にアミド結合を形成してＲ８に結合していてもよい。Ｒ８の側鎖であるＲ７としては、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基等のアルキル基、アントラセン型構造又はアダマンタン型構造等を有する有機基、あるいはこれらの有機基の２種以上が結合した有機基などが挙げられる。また、Ｒ８とアミド結合を形成するＲ７としては、上記有機基にアミド結合形成のためのカルボキシル基が結合したものなどが挙げられる。Ｒ７の炭素数は６以上が好ましく、８以上がより好ましい。また、アミノ酸残基Ｒ８は、グルタミン酸残基、リジン残基、アスパラギン酸残基、アルギニン残基等のいずれであってもよいが、炭素数２以上の疎水性有機部を有するアミノ酸残基であることが好ましい。
【００８６】
ここで、一般式（８）、（９）で表されるペプチドにより形成され得るβシート構造のコアを図５に模式的に示す。図示の通り、一般式（８）、（９）で表されるペプチドにおいては、疎水性有機基Ｒ５同士の非共有結合的相互作用及びβストランド（Ｒ１とＲ２との間のペプチド鎖）間での水素結合により、２個のペプチドからなりそれぞれのＲ７−（Ｒ８）ｓ−Ｒ１−で表される部位を分子間結合部とするβシート構造のコアが形成されるものと考えられる。そして、βストランドの端部に位置する疎水性有機基Ｒ５に由来する強い疎水的相互作用により、βシート構造のコアの安定性が高められるため、撹拌や希釈を行う場合であっても、十分に規則正しく組織化されたβシート構造を安定的に形成できるものと考えられる。
【００８７】
次に、本発明の第３のペプチド繊維の製造方法について説明する。
【００８８】
本発明の第３のペプチド繊維の製造方法は、上記一般式（８）又は（９）で表されるペプチドを準備する工程と、ペプチドを均一環境下に保持し、該ペプチドを自己組織的にβシート構造へと集合化させる工程とを含むものである。
【００８９】
一般式（８）、（９）で表されるペプチドの準備工程においては、第１及び第２のペプチド繊維の製造方法の場合と同様に、９−フルオレニルメトキシカルボニル（Ｆｍｏｃ）固相合成法等により合成することができ、また、天然のたんぱく質から切り出して利用することができる。得られたペプチドは、必要により逆相ＨＰＬＣ等を用いて精製してもよい。また、ペプチドの同定は、マトリックス支援レーザーイオン化飛行時間型質量分析装置（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦＭＳ）による分子量測定、アミノ酸分析等により行うことができる。
【００９０】
一般式（８）、（９）で表されるペプチドは、均一環境下に保持するだけで、自発的、自己組織的にβシート構造へと集合化して本発明の第１のペプチド繊維を形成する。より具体的には、少量の有機溶媒を含有し又は含有しない水溶液の均一環境下に当該ペプチドを保持すればよい。かかる水溶液としては、トリス塩酸緩衝液等の緩衝液を用いてもよい。緩衝液中のペプチドの濃度は１μＭ〜１０ｍＭが好ましいが、第３のペプチド繊維の場合は、一般式（８）、（９）で表されるペプチドの使用により、第１のペプチド繊維の場合よりも低いペプチド濃度でペプチド繊維を形成することができる。また、水溶液を撹拌、希釈した場合であっても、ペプチド繊維を安定的に形成することができる。
【００９１】
このようにして得られる本発明の第３のペプチド繊維は、数ｎｍのペプチドがβストランドとして整列することでβシート構造が形成されたものであり、その形状は、通常、ファイバー状又はテープ状となる。ペプチドの構造は円二色性（ＣＤ）スペクトル等により確認することができ、また、組織化されたペプチド繊維は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、ペプチド繊維特異的結合色素（チオフラビンＴ、コンゴーレッド等）により確認することができる。
【００９２】
本発明の第３のペプチド繊維において、βストランドとしてのペプチドが有する末端カルボキシル基や末端アミノ基には、たんぱく質、糖質、脂質、補酵素、色素、液晶性分子、金属配位子などの機能性部位を化学結合や分子間相互作用により導入することができ、その場合もβシート構造は安定に維持される。従って、本発明の第３のペプチド繊維は、機能性の付与が可能なペプチド繊維として、細胞工学や組織工学などの医学用光学材料、分子検出マイクロアレイ等のナノテクノロジー材料、光学材料、分子電子材料等の幅広い分野で利用することが可能である。
【００９３】
また、βストランド間の静電的結合又は疎水結合に基づき複数種のペプチドを組み合わせてペプチド繊維を得ることも可能である。このことは、機能性部位の導入、さらにはそれらの導入間隔の制御を可能とする点で非常に有用である。さらに、静電的結合等をｐＨや金属イオン等により制御すること、あるいは疎水的結合を有機溶媒又は温度変化等により制御することで、繊維形状を制御することも可能である。
【００９４】
また、本発明の第３のペプチド繊維は、有機溶剤又は酸もしくはアルカリ溶液に混合し、複数のペプチドに分離し、回収することで、再利用することもできる。
【実施例】
【００９５】
以下、実施例及び比較例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００９６】
［実施例１］
下記配列表の配列番号１に示すペプチドを合成し、そのペプチドによるペプチド繊維の製造を行った。
【００９７】
ペプチドの合成は、文献（Takahashi, T., Ueno, A., Mihara, H. ChemBioChem. 2002, 3, 543-549; Chan, W.C., White, P.D. Fmoc Solid Phase Peptide Synthesis, Oxford University Press Inc., New York, 2000）に記載の９−フルオレニルメトキシカルボニル（Ｆｍｏｃ）固相合成法により行った。具体的手順を以下に示す。
【００９８】
先ず、樹脂へのプロリン残基の導入は以下のように行った。すなわち、ジクロロメタン（ＤＣＭ）１０ｍｌに２−クロロトリチルクロライド樹脂１ｇ、Ｆｍｏｃ−プロリン０．６当量及びジイソプロピルエチルアミン（ＤＩＥＡ）２．５当量を添加し、室温にて１時間攪拌し、さらにメタノール０．８ｍｌを添加した。その後、樹脂をＤＣＭ、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、メタノール、ジエチルエーテルにて順次洗浄し、ＤＣＭ／ＤＭＦ混合溶媒（混合比：１／１）中、ピペリジン（PPD、５容量％）で１０分間処理してプロリンからＦｍｏｃ基を除去した。Ｆｍｏｃ基を除去した樹脂をＤＣＭ、メタノール、ジエチルエーテルで順次洗浄し、乾燥させてプロリン導入２−クロロトリチルクロライド樹脂を得た。
【００９９】
次に、２−クロロトリチルクロライド樹脂に導入されたプロリンを始点とするペプチド鎖の合成を行った。すなわち、プロリン導入２−クロロトリチルクロライド樹脂６０ｍｇ、Ｆｍｏｃ−グルタミン酸−γ−ｔｅｒｔ−ブチルエステル３当量、（７−アザベンゾトリアゾール−１−イル）−１，１，３，３−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロフォスフェート（ＨＡＴＵ）３当量及びＤＩＥＡ６当量をＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）に加えて４５分間反応させ、Ｆｍｏｃ−グルタミン酸−γ−ｔｅｒｔ−ブチルエステルの導入を行った。反応後の樹脂をＤＭＦで洗浄後、ＰＰＤ（ＮＭＰ中、２５容量％）で３分間処理し、さらにもう一度ＰＰＤで１０分間処理してグルタミン酸残基からＦｍｏｃ基を除去した。Ｆｍｏｃ基を除去した樹脂をＤＭＦで洗浄した後、目的のアミノ酸配列に従った適切なＦｍｏｃ−アミノ酸誘導体を用いたこと以外はＦｍｏｃ−グルタミン酸−γ−ｔｅｒｔ−ブチルエステルの場合と同様にして、Ｆｍｏｃ−アミノ酸誘導体の導入とＦｍｏｃ−基の脱離を繰り返し、側鎖保護基を有する配列番号１に示すペプチド鎖を樹脂上に延長させた。
【０１００】
さらに、９５％トリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）／２．５％テトライソプロピルシラン／２．５％水中で樹脂を２〜３時間処理し、樹脂からのペプチド鎖の切り出しおよびアミノ酸側鎖保護基の除去を行った。その後、ろ過により樹脂とＴＦＡとを分離し、ＴＦＡ溶液を過剰量の冷ジエチルエーテルに注ぎ、沈殿したペプチドを回収した。ペプチドは逆相ＨＰＬＣ（島津社製、ＬＣ−１０）により分取精製した。得られたペプチドについて、マトリックス支援レーザーイオン化飛行時間型質量分析装置（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦＭＳ、島津社製、MALDI  III型）による分子量測定を行ったところ、ＴＯＦＭＳ計算値（Ｍ＋Ｎａ）＋は１１７４．４、実測値（Ｍ＋Ｎａ）＋は１１７４．７であった。この分子量測定及びアミノ酸分析（フェニルチオカルバモイルアミノ酸法）の結果から、目的のペプチドが得られたことが確認された。
【０１０１】
次に、２５℃の温度下、得られたペプチドを１０〜２００μＭの範囲で１００ｍMリン酸緩衝液（ｐＨ７．４）に加え、その二次構造を円二色性（ＣＤ）スペクトルにより調べたところ、上記ペプチド濃度においてβシート構造が形成されていることが確認された。なお、測定には、日本分光社製Ｊ−７２０円二色分散計を用いた（以下同様）。
【０１０２】
また、コンゴーレッド染色実験によりペプチド繊維が生成していることを確認した。染色試験は、ペプチド２０μＭとコンゴーレッド５μＭとをリン酸緩衝液に加えて室温で撹拌した後、可視光吸収スペクトルを測定した。このときの５４０ｎｍの吸光度の増加をペプチド繊維の生成の指標とした。
【０１０３】
さらに、１０〜２００μＭのペプチドを１００ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ７．４）に加えて室温下で数時間静置したペプチド溶液について、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ、日立製作所社製、Ｈ−７５００、リンタングステン酸によるネガティブ染色）及び原子間力顕微鏡（ＡＦＭ、デジタル  インスツルメンツ社製、ナノスコープＩＩＩａ）による観察を行い、幅１００〜２００ｎｍ、長さ数十μｍのテープ状のペプチド繊維が生成したことを確認した。得られたＴＥＭ写真を図６に示す。
【０１０４】
［実施例２］
アミノ酸配列に応じてＦｍｏｃ−アミノ酸誘導体の種類を変更したこと以外は実施例１と同様にして、下記配列表の配列番号２に示すペプチドを合成した。
【０１０５】
次に、実施例１と同様にして、得られたペプチドをリン酸緩衝液に加え、テープ状のペプチド繊維が生成したことをＴＥＭにて確認した。
【０１０６】
［実施例３］
アミノ酸配列に応じてＦｍｏｃ−アミノ酸誘導体の種類を変更したこと以外は実施例１と同様にして、下記配列表の配列番号３に示すペプチドを合成した。
【０１０７】
次に、実施例１と同様にして、得られたペプチドをリン酸緩衝液に加え、テープ状のペプチド繊維が生成したことをＴＥＭにて確認した。
【０１０８】
［実施例４］
アミノ酸配列に応じてＦｍｏｃ−アミノ酸誘導体の種類を変更したこと以外は実施例１と同様にして、下記配列表の配列番号４に示すペプチドを合成した。
【０１０９】
次に、実施例１と同様にして、得られたペプチドをリン酸緩衝液に加え、テープ状のペプチド繊維が生成したことをＴＥＭにて確認した。
【０１１０】
［実施例５］
アミノ酸配列に応じてＦｍｏｃ−アミノ酸誘導体の種類を変更したこと以外は実施例１と同様にして、下記配列表の配列番号５に示すペプチドを合成した。
【０１１１】
次に、実施例１と同様にして、得られたペプチドをリン酸緩衝液に加え、テープ状のペプチド繊維が生成したことをＴＥＭにて確認した。
【０１１２】
［実施例６］
アミノ酸配列に応じてＦｍｏｃ−アミノ酸誘導体の種類を変更したこと以外は実施例１と同様にして、下記配列表の配列番号６に示すペプチドを合成した。
【０１１３】
次に、実施例１と同様にして、得られたペプチドをリン酸緩衝液に加え、テープ状のペプチド繊維が生成したことをＴＥＭにて確認した。
【０１１４】
［実施例７］
アミノ酸配列に応じてＦｍｏｃ−アミノ酸誘導体の種類を変更したこと以外は実施例１と同様にして、下記配列表の配列番号７に示すペプチドを合成した。
【０１１５】
次に、実施例１と同様にして、得られたペプチドをリン酸緩衝液に加え、テープ状のペプチド繊維が生成したことをＴＥＭにて確認した。
【０１１６】
［実施例８］
アミノ酸配列に応じてＦｍｏｃ−アミノ酸誘導体の種類を変更したこと以外は実施例１と同様にして、下記配列表の配列番号８に示すペプチドを合成した。
【０１１７】
次に、実施例１と同様にして、得られたペプチドをリン酸緩衝液に加え、ファイバー状のペプチド繊維が生成したことをＴＥＭにて確認した。得られたＴＥＭ写真を図７に示す。
【０１１８】
［比較例１］
アミノ酸配列に応じてＦｍｏｃ−アミノ酸誘導体の種類を変更したこと以外は実施例１と同様にして、下記配列表の配列番号９に示すペプチドを合成した。
【０１１９】
次に、実施例１と同様にして、得られたペプチドをリン酸緩衝液に加え、CDスペクトル測定を行い、βシート構造が形成されていることを確認した。しかしTEMにて観察したところ、ペプチドの不規則な凝集体が生成しているだけであり、テープ状あるいはファイバー状のような特定の制御された形状を有するペプチド繊維は形成されていなかった。
【０１２０】
［比較例２］
アミノ酸配列に応じてＦｍｏｃ−アミノ酸誘導体の種類を変更したこと以外は実施例１と同様にして、下記配列表の配列番号１０に示すペプチドを合成した。
【０１２１】
次に、実施例１と同様にして、得られたペプチドをリン酸緩衝液に加え、CDスペクトル測定を行い、βシート構造が形成されていることを確認した。しかしTEMにて観察したところ、ペプチドの不規則な凝集体が生成しているだけであり、テープ状あるいはファイバー状のような特定の制御された形状を有するペプチド繊維は形成されていなかった。得られたＴＥＭ写真を図８に示す。
【０１２２】
［実施例９］
アミノ酸配列に応じてＦｍｏｃ−アミノ酸誘導体の種類を変更したこと以外は実施例１と同様にして、下記配列表の配列番号１１に示すペプチドを合成した。
【０１２３】
次に、得られたペプチドを、トリフルオロエタノール２５容量％及びトリフルオロ酢酸０．１容量％を含む水溶液に加え、ペプチド濃度２ｍＭのストック溶液を調製した。このストック溶液を水で希釈してペプチド濃度を１００μＭとし、２５℃において円二色スペクトルを測定したところ、上記ペプチド濃度においてβシート構造が形成されていることが確認された。
【０１２４】
また、ストック溶液を水で希釈してペプチド濃度１００〜２００μＭのペプチド溶液を調製し、室温又は４０℃の温度下に１日以上静置した。その後、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ、日立製作所社製、Ｈ−７５００、リンタングステン酸によるネガティブ染色）による観察を行い、幅５０〜１００ｎｍ、長さ数μｍ程度のテープ状のペプチド繊維が生成したことを確認した。
【０１２５】
さらに、ペプチド繊維の生成が確認されたペプチド濃度１００μＭのペプチド溶液を、水で１／１００〜１／１０倍に希釈し、ペプチド濃度が１〜１０μＭの溶液を調製した。これらのペプチド溶液について上記と同様のＴＥＭ観察を行ったところ、いずれの溶液においても、幅５０〜１００ｎｍ、長さ数μｍ程度のペプチド繊維が認められた。また、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ、デジタル  インスツルメンツ社製、ナノスコープＩＩＩａ）による観察においてもペプチド繊維が確認された。２μＭ溶液についてのＴＥＭ写真を図９に示す。
【０１２６】
［実施例１０］
アミノ酸配列に応じてＦｍｏｃ−アミノ酸誘導体の種類を変更したこと以外は実施例１と同様にして、下記配列表の配列番号１２に示すペプチドを合成した。なお、得られたペプチドは、アミノカプロン酸残基が有する末端アミノ基とアントラセンカルボン酸とのアミド結合により、当該末端アミノ基に疎水性有機基が導入されたものである。
【０１２７】
次に、得られたペプチドを、ヘキサフルオロイソプロパノール６０容量％及びトリフルオロ酢酸０．１容量％を含む水溶液に加え、ペプチド濃度２ｍＭのストック溶液を調製した。このストック溶液を３０％エタノール水溶液で希釈してペプチド濃度を５０μＭとし、２５℃において円二色スペクトルを測定したところ、上記ペプチド濃度においてβシート構造が形成されていることが確認された。また、この５０μＭのペプチド溶液について透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ、日立製作所社製、Ｈ−７５００、リンタングステン酸によるネガティブ染色）による観察を行い、幅約３０ｎｍ、長さ数μｍ程度のテープ状のペプチド繊維が生成したことを確認した。
【０１２８】
さらに、ペプチド繊維の生成が確認されたペプチド濃度５０μＭのペプチド溶液を水で希釈し、ペプチド濃度が１〜１０μＭの溶液を調製した。これらのペプチド溶液について上記と同様のＴＥＭ観察を行ったところ、いずれの溶液においても、幅約３０ｎｍ、長さ数μｍ程度のペプチド繊維が認められた。また、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ、デジタル  インスツルメンツ社製、ナノスコープＩＩＩａ）による観察においてもペプチド繊維が確認された。２μＭ溶液についてのＴＥＭ写真を図１０に示す。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】一般式（１）で表されるペプチドがβストランドとして整列しているときの状態を模式的に示す説明図である。
【図２】βストランドの整列により形成されたβシート構造のペプチド集合体を模式的に示す説明図である。
【図３】図２に示したペプチド集合体によりペプチド繊維が形成されるときの状態を模式的に示す説明図である。
【図４】一般式（４）〜（７）で表されるペプチドにより形成されるβシート構造のコアを模式的に示す説明図である。
【図５】一般式（８）、（９）で表されるペプチドにより形成されるβシート構造のコアを模式的に示す説明図である。
【図６】実施例１で得られたペプチド繊維を示すＴＥＭ写真である。
【図７】実施例８で得られたペプチド繊維を示すＴＥＭ写真である。
【図８】比較例２で得られたペプチド繊維を示すＴＥＭ写真である。
【図９】実施例９で得られたペプチド繊維を示すＴＥＭ写真である。
【図１０】実施例１０で得られたペプチド繊維を示すＴＥＭ写真である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【配列表】
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