JPH1087694A

JPH1087694A - ポリペプチドヘリックス、これを用いたポリペプチド材料とその製造方法、ポリペプチド材料の用途

Info

Publication number: JPH1087694A
Application number: JP8265390A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Yano; 一久矢野; Tomiko Suzuki; 登美子鈴木; Arimitsu Usuki; 有光臼杵; Akane Okada; 茜岡田
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 1998-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】結晶構造を持ったポリペプチド材料を提供す
る。【解決手段】アミノ酸の所定の一次構造のもとにヘリ
ックスの二次構造を形成したポリペプチドヘリックス
を、そのヘリックスの特性に基づいて多数凝集させ、強
固な結晶構造を形成させる。かかるポリペプチド材料は
従来の材料に見られない強度や機能を有し、種々の用途
に利用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリペプチドヘリック
ス、これを用いたポリペプチド材料とその製造方法、ポ
リペプチド材料の用途に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリペプチドあるいは蛋白質は、通常は
食品や、生物体の組織の一部、あるいは生理活性物質等
としてのみ認識され、しかも例えば「肉」という状態で
脂肪、炭水化物、繊維組織、血液成分等との不可分な共
存状態で観念されたり、「酵素」等のように生理活性と
結びついた特殊な空間構造を持つものとして観念された
りするのが常である。

【０００３】つまり、従来、ポリペプチドあるいは蛋白
質が、例えばセラミックス材料あるいは金属材料のよう
に、緻密に充実された、一定の規則的な結晶構造あるい
は結晶類似構造を持つ純物質からなる材料として世間に
認識されたことはなかったし、そのような材料が現実に
生産されたこともなかった。

【０００４】更に言えば、ポリペプチドあるいは蛋白質
が機械的手段による成形や加工の対象となる構造材料と
して世間に提供されたことはなかった。また、ポリペプ
チドあるいは蛋白質が、その生化学的機能以外の機能、
例えば結晶構造に基づく物理的機能を利用する機能材料
として世間に提供されたこともなかった。

【０００５】公知文献である L. Regan, W. F. DeGrad
o, Science, 241,976 (1988) には、ポリペプチドのヘ
リックスが４単位凝集したものを開示している。しか
し、これは生理活性な蛋白質の研究モデルとして提案さ
れたものに過ぎない。そして、このモデルではポリペプ
チドの４単位以上は凝集し得ない構造であるため、「材
料」としての使用可能なボリュームに成長し得ない。ま
た、この文献には前記モデルの産業上の利用について示
唆がない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上記
したような意味での「材料」として使用することができ
るポリペプチド材料を提供すること、その前提として、
かかるポリペプチド材料の製造を可能とする原料物質で
あるポリペプチドヘリックスと、これを用いた前記ポリ
ペプチド材料の製造方法を提供すること、及び、このポ
リペプチド材料の特性を利用した多様な用途発明を提供
することを、その解決すべき技術的課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

〔ポリペプチドヘリックスの発明〕上記の課題を解決す
るためのポリペプチドヘリックスの発明は、次の通りで
ある。

【０００８】（第１発明）複数の親水性アミノ酸と複数
の疎水性アミノ酸とが所定の順序で配列した一次構造の
もとに、ヘリックスの二次構造を形成したポリペプチド
であって、前記親水性アミノ酸及び疎水性アミノ酸がそ
れぞれ前記ヘリックスの周面上における軸方向沿いに縦
列に位置し、かつ、前記親水性アミノ酸の縦列部分と前
記疎水性アミノ酸の縦列部分とがヘリックスの周面上で
交互に形成されているポリペプチドヘリックス。

【０００９】（第２発明）複数の酸性アミノ酸と複数の
塩基性アミノ酸とが所定の順序で配列した一次構造のも
とに、ヘリックスの二次構造を形成したポリペプチドで
あって、前記酸性アミノ酸及び塩基性アミノ酸がそれぞ
れ前記ヘリックスの周面上における軸方向沿いに縦列に
位置し、かつ、前記酸性アミノ酸の縦列部分と前記塩基
性アミノ酸の縦列部分とがヘリックスの周面上で交互に
形成されているポリペプチドヘリックス。

【００１０】（第３発明）前記第１発明または第２発明
のポリペプチドヘリックスの周面が、親水性アミノ酸の
縦列部分と疎水性アミノ酸の縦列部分とによって、ある
いは酸性アミノ酸の縦列部分と塩基性アミノ酸の縦列部
分とによって、４分割されているポリペプチドヘリック
ス。

【００１１】（第４発明）前記第１発明のポリペプチド
ヘリックスの周面が、親水性アミノ酸の縦列部分と疎水
性アミノ酸の縦列部分とによって、６分割されているポ
リペプチドヘリックス。

【００１２】（第５発明）前記第１発明または第２発明
のポリペプチドヘリックスの周面が、親水性アミノ酸の
縦列部分と疎水性アミノ酸の縦列部分とによって、ある
いは酸性アミノ酸の縦列部分と塩基性アミノ酸の縦列部
分とによって、８分割されているポリペプチドヘリック
ス。

【００１３】（第６発明）複数の親水性アミノ酸のみが
配列した一次構造のもとに、ヘリックスの二次構造を形
成し、ポリペプチド材料の構成原料として用いられるポ
リペプチドヘリックス。

【００１４】（第７発明）複数の疎水性アミノ酸のみが
配列した一次構造のもとに、ヘリックスの二次構造を形
成し、ポリペプチド材料の構成原料として用いられるポ
リペプチドヘリックス。

【００１５】（第８発明）複数の酸性アミノ酸のみが配
列した一次構造のもとに、ヘリックスの二次構造を形成
し、ポリペプチド材料の構成原料として用いられるポリ
ペプチドヘリックス。

【００１６】（第９発明）複数の塩基性アミノ酸のみが
配列した一次構造のもとに、ヘリックスの二次構造を形
成し、ポリペプチド材料の構成原料として用いられるポ
リペプチドヘリックス。

【００１７】（第１０発明）前記第１発明〜第９発明の
いずれかに記載されたポリペプチドヘリックスを構成す
るアミノ酸の数が１０以上であるポリペプチドヘリック
ス。

【００１８】（第１１発明）前記第１発明〜第１０発明
のいずれかに記載されたポリペプチドヘリックスがα型
ヘリックスであるポリペプチドヘリックス。

【００１９】〔ポリペプチド材料の発明〕上記の課題を
解決するためのポリペプチド材料の発明は、次の通りで
ある。

【００２０】（第１２発明）前記第１発明〜第１１発明
のいずれかに記載されたポリペプチドヘリックスの１種
または２種以上が、これらのポリペプチドヘリックス間
に働くファンデルワールス力及び／又は静電親和力によ
り、互いに同一方向に配向して相互の周面を接触させた
状態で、規則的に多数凝集して結晶構造を形成している
ポリペプチド材料。

【００２１】この構造の一具体例を図１に示す。図１は
斜視図であって、個々の円筒体が１個のポリペプチドヘ
リックスを示している。そして、多数のヘリックスが互
いに同一方向に配向して相互の周面を接触させた状態
で、規則的に多数凝集して結晶構造を形成していること
が図より分かる。更にこの図例のものでは、後述する第
２０発明の結晶構造、即ち、各ポリペプチドヘリックス
の上下端が揃いポリペプチドヘリックスの軸長の厚さを
持つ単位層が複数積層してなる多層状の結晶構造となっ
ていることが分かる。

【００２２】（第１３発明）前記第３発明に記載され
た、周面が親水性アミノ酸の縦列部分と疎水性アミノ酸
の縦列部分とによって４分割されたポリペプチドヘリッ
クスが、前記第１２発明に記載された結晶構造を形成し
ているポリペプチド材料であって、隣接する４個のヘリ
ックスが互いの疎水性アミノ酸の縦列部分を４個のヘリ
ックスを結ぶ対角線上で対向させる状態で凝集している
ポリペプチド材料。

【００２３】第１３発明の一具体例を図２に示す。即
ち、図２において個々の円形は１個のポリペプチドヘリ
ックスの平面図（ヘリックスの軸方向から見た図）を示
す。そして、その白色と黒色の色分けは、白色部分が親
水性アミノ酸の縦列部分を、黒色部分が疎水性アミノ酸
の縦列部分を、それぞれ示している。隣接する４個のヘ
リックスが互いの疎水性アミノ酸の縦列部分を４個のヘ
リックスを結ぶ対角線上で対向させる状態で凝集してい
ることが、この図から分かる。

【００２４】（第１４発明）前記第４発明に記載され
た、親水性アミノ酸の縦列部分と疎水性アミノ酸の縦列
部分とによって６分割されたポリペプチドヘリックス
が、前記第１２発明に記載された結晶構造を形成してい
るポリペプチド材料であって、隣接する３個のヘリック
スが互いの親水性アミノ酸の縦列部分又は疎水性アミノ
酸の縦列部分を対向させる状態で凝集しているポリペプ
チド材料。

【００２５】第１４発明の一具体例を図３に示す。即
ち、図３において個々の環形（図１，図２の円形と同じ
意味である。）は１個のポリペプチドヘリックスの平面
図（ヘリックスの軸方向から見た図）を示す。そして、
その白色と黒色の色分けは、白色部分が親水性アミノ酸
の縦列部分を、黒色部分が疎水性アミノ酸の縦列部分
を、それぞれ示している。隣接する３個のヘリックスが
互いの親水性アミノ酸の縦列部分又は疎水性アミノ酸の
縦列部分を対向させる状態で凝集していることが、この
図から分かる。

【００２６】（第１５発明）前記第５発明に記載された
周面が親水性アミノ酸の縦列部分と疎水性アミノ酸の縦
列部分とによって８分割されたポリペプチドヘリックス
が、前記第１２発明に記載された結晶構造を形成してい
るポリペプチド材料であって、隣接するポリペプチドヘ
リックス同士が互いの疎水性アミノ酸の縦列部分を接触
させる状態で凝集しているポリペプチド材料。

【００２７】第１５発明の一具体例を図４に示す。即
ち、図４において個々の円形は１個のポリペプチドヘリ
ックスの平面図（ヘリックスの軸方向から見た図）を示
す。そして、その白色と黒色の色分けは、白色部分が親
水性アミノ酸の縦列部分を、黒色部分が疎水性アミノ酸
の縦列部分を、それぞれ示している。隣接するポリペプ
チドヘリックス同士が互いの疎水性アミノ酸の縦列部分
を接触させる状態で凝集していることが、この図から分
かる。

【００２８】（第１６発明）前記第２発明、第３発明又
は第５発明のいずれかに記載された酸性アミノ酸と塩基
性アミノ酸とからなるポリペプチドヘリックスが前記第
１２発明に記載された結晶構造を形成しているポリペプ
チド材料であって、隣接するポリペプチドヘリックス同
士が一方の酸性アミノ酸の縦列部分と他方の塩基性アミ
ノ酸の縦列部分とを互いに接触させる状態で凝集してい
るポリペプチド材料。

【００２９】これらの発明の具体例を図５及び図６に示
す。即ち、図５及び図６において個々の円形は１個のポ
リペプチドヘリックスの平面図（ヘリックスの軸方向か
ら見た図）を示す。そして、４分割又は８分割された白
色と黒色の色分けは、白色部分が塩基性アミノ酸の縦列
部分を、黒色部分が酸性アミノ酸の縦列部分を、それぞ
れ示している。隣接するポリペプチドヘリックス同士が
一方の酸性アミノ酸の縦列部分と他方の塩基性アミノ酸
の縦列部分とを互いに接触させる状態で凝集しているこ
とが、これらの図から分かる。

【００３０】（第１７発明）前記第６発明に記載された
親水性アミノ酸のみからなるポリペプチドヘリックス
が、前記第１２発明に記載された結晶構造を形成してい
るポリペプチド材料。

【００３１】（第１８発明）前記第７発明に記載された
疎水性アミノ酸のみからなるポリペプチドヘリックス
が、前記第１２発明に記載された結晶構造を形成してい
るポリペプチド材料。

【００３２】（第１９発明）前記第８発明に記載された
酸性アミノ酸のみからなるポリペプチドヘリックスと、
前記第９発明に記載された塩基性アミノ酸のみからなる
ポリペプチドヘリックスとが、前記第１２発明に記載さ
れた結晶構造を形成しているポリペプチド材料であっ
て、前記２種類のポリペプチドヘリックスが、等モルの
割合で、かつ互い違いに配列して凝集しているポリペプ
チド材料。

【００３３】（第２０発明）前記第１２発明に記載され
た結晶構造を形成しているポリペプチド材料であって、
この結晶構造が、各ポリペプチドヘリックスの上下端が
揃いポリペプチドヘリックスの軸長の厚さを持つ単位層
が複数積層してなる多層状の結晶構造となっているポリ
ペプチド材料。

【００３４】（第２１発明）前記第１２発明に記載され
た結晶構造を形成しているポリペプチド材料であって、
この結晶構造が、各ポリペプチドヘリックスの上下端が
揃いポリペプチドヘリックスの軸長の厚さを持つ単位層
として他種の基材上にコーティングされているポリペプ
チド材料。

【００３５】第２１発明の一具体例を図７に簡略化して
示す。図７において、ハッチングで示された部分が基材
であり、その上に長方形で示される個々のポリペプチド
ヘリックスが、その上下端が揃いポリペプチドヘリック
スの軸長の厚さを持つ単位層として基材上にコーティン
グされていることが分かる。

【００３６】（第２２発明）前記第１２発明に記載され
た結晶構造を形成しているポリペプチド材料であって、
この結晶構造が、各ポリペプチドヘリックスの上下端が
揃いポリペプチドヘリックスの軸長の厚さを持つ層状の
結晶構造の単一層のみからなっているポリペプチド材
料。

【００３７】〔ポリペプチド材料の製造方法の発明〕上
記の課題を解決するためのポリペプチド材料の製造方法
の発明は、次の通りである。

【００３８】（第２３発明）前記第１発明、第３発明、
第４発明又は第５発明のいずれかに記載された親水性ア
ミノ酸と疎水性アミノ酸とからなる多数のポリペプチド
ヘリックスを親水性の溶媒中に溶解させ、これらのポリ
ペプチドヘリックスにおける疎水性アミノ酸の縦列部分
に起因する疎水性相互作用を利用して前記第１２発明又
は第２０発明のいずれかに記載のポリペプチド材料の結
晶構造を形成し、次いで前記溶媒を排除するポリペプチ
ド材料の製造方法。

【００３９】（第２４発明）前記第２発明、第３発明又
は第５発明のいずれかに記載された酸性アミノ酸と塩基
性アミノ酸とからなる多数のポリペプチドヘリックスを
溶媒中に溶解させ、これらのポリペプチドヘリックスに
おける酸性アミノ酸の縦列部分と塩基性アミノ酸の縦列
部分との静電親和力を利用して前記第１２発明又は第２
０発明のいずれかに記載のポリペプチド材料の結晶構造
を形成し、次いで前記溶媒を排除するポリペプチド材料
の製造方法。

【００４０】（第２５発明）前記第６発明に記載された
親水性アミノ酸のみからなる多数のポリペプチドヘリッ
クスを疎水性の溶媒中に溶解させ、これらのポリペプチ
ドヘリックスにおける親水性相互作用を利用して前記第
１２発明又は第２０発明のいずれかに記載のポリペプチ
ド材料の結晶構造を形成し、次いで前記溶媒を排除する
ポリペプチド材料の製造方法。

【００４１】（第２６発明）前記第７発明に記載された
疎水性アミノ酸のみからなる多数のポリペプチドヘリッ
クスを親水性の溶媒中に溶解させ、これらのポリペプチ
ドヘリックスにおける疎水性相互作用を利用して前記第
１２発明又は第２０発明のいずれかに記載のポリペプチ
ド材料の結晶構造を形成し、次いで前記溶媒を排除する
ポリペプチド材料の製造方法。

【００４２】（第２７発明）前記第８発明に記載された
酸性アミノ酸のみからなる多数のポリペプチドヘリック
スと、前記第９発明に記載された塩基性アミノ酸のみか
らなる多数のポリペプチドヘリックスとを、互いに等モ
ルに溶媒中に溶解させ、前記２種類のポリペプチドヘリ
ックスにおける酸性アミノ酸と塩基性アミノ酸との間の
静電親和力を利用して前記第１２発明又は第２０発明の
いずれかに記載のポリペプチド材料の結晶構造を形成
し、次いで前記溶媒を排除するポリペプチド材料の製造
方法。

【００４３】（第２８発明）前記第１発明〜第１１発明
のいずれかに記載されたポリペプチドヘリックスのうち
所定の１又は２種以上のものであって、その末端アミノ
酸の化学構造中に特定の基材に対する反応性を持つ官能
基を備えさせたものを用い、これらのポリペプチドヘリ
ックスを前記基材を配置した所定の種類の溶媒中に溶解
させることにより、前記第２１発明に記載のポリペプチ
ド材料の結晶構造を形成し、次いで前記溶媒を排除する
ポリペプチド材料の製造方法。

【００４４】（第２９発明）前記第２８発明に記載のポ
リペプチド材料の製造方法を行った後、更に前記基材を
取り去ることにより前記第２２発明に記載のポリペプチ
ド材料を製造するポリペプチド材料の製造方法。

【００４５】〔ポリペプチド材料の用途発明〕上記の課
題を解決するためのポリペプチド材料の用途発明は、次
の通りである。

【００４６】（第３０発明）前記第１２〜２１発明に記
載のポリペプチド材料を、その構成要素であるポリペプ
チドヘリックスの二次構造及び多数のポリペプチドヘリ
ックスの結晶構造に基づく双極子モーメントを利用し
て、非線形光学材料として用いる非線形光学材料用ポリ
ペプチド材料。（第３１発明）前記第１２〜２２発明に記載のポリペプ
チド材料を、その構成要素であるポリペプチドヘリック
スの孔が材料全体として同一方向に貫通していることを
利用して、前記ポリペプチドヘリックスの孔径に対応し
たサイズの物質の選択的透過を行わせるために用いる選
択的物質透過用ポリペプチド材料。

【００４７】（第３２発明）前記第１２〜２１発明に記
載のポリペプチド材料を、その構成要素である全てのポ
リペプチドヘリックスが、酸性化合物の捕捉に適したア
ミノ基末端あるいは塩基性化合物の捕捉に適したカルボ
キシル基末端のいずれか一方のみを表面に露出させてコ
ーティングされる点を利用して、そのまま酸性化合物あ
るいは塩基性化合物のセンシングに、若しくは末端のカ
ルボキシル基あるいはアミノ基に抗体を結合させて抗原
のセンシングに、若しくは末端のカルボキシル基あるい
はアミノ基に光受容体を結合させて光のセンシングに用
いるセンサー用ポリペプチド材料。

【００４８】（第３３発明）前記第１２〜２１発明に記
載のポリペプチド材料を、層状の結晶構造を有する点
と、アミノ酸から構成されているために生体適合性を有
している点とを利用して、生体適合用コーティング材料
として用いる生体適合部材用ポリペプチド材料。

【００４９】（第３４発明）前記第１２〜２０発明に記
載のポリペプチド材料を、高分子の完全結晶であるとい
う点に基づく高硬度、高靱性を利用して、高強度を要求
される部材の構成材料として用いる高強度部材用ポリペ
プチド材料。

【００５０】

【発明の作用及び効果】次に、各発明の作用及び効果を
説明する。

【００５１】（第１発明〜第５発明）第１発明のポリペ
プチドヘリックスは、第２３発明の製造方法のように、
親水性の溶媒中での疎水性相互作用を利用して多数凝集
させることにより、第１２発明のポリペプチド材料の結
晶構造を形成させることができる。溶媒を除去した後
は、その結晶構造を形成するポリペプチドヘリックス間
に働くファンデルワールス力によりポリペプチド材料を
構成することができる。

【００５２】第１発明のポリペプチドヘリックスのう
ち、特に第３発明、第４発明又は第５発明に記載した構
成のものは、第１３発明〜第１５発明に記載したポリペ
プチド材料を構成することができる。

【００５３】（第２発明〜第５発明）第２発明のポリペ
プチドヘリックスは、そのうち第３発明又は第５発明に
記載した構成のものも含め、第２４発明の製造方法のよ
うに、溶媒中での静電親和力を利用して多数凝集させる
ことにより、第１６発明のポリペプチド材料の結晶構造
を形成させることができる。溶媒を除去した後も、この
結晶構造を形成するポリペプチドヘリックス間に働く静
電親和力によりポリペプチド材料の構造を維持すること
ができる。

【００５４】（第６発明）第６発明のポリペプチドヘリ
ックスは、第２５発明の製造方法のように、疎水性の溶
媒中での親水性相互作用を利用して多数凝集させること
により、第１７発明のポリペプチド材料の結晶構造を形
成させることができる。溶媒を除去した後も、この結晶
構造を形成するポリペプチドヘリックス間に働くファン
デルワールス力によりポリペプチド材料の構造を維持す
ることができる。

【００５５】（第７発明）第７発明のポリペプチドヘリ
ックスは、第２６発明の製造方法のように、親水性の溶
媒中での疎水性相互作用を利用して多数凝集させること
により、第１８発明のポリペプチド材料の結晶構造を形
成させることができる。溶媒を除去した後も、この結晶
構造を形成するポリペプチドヘリックス間に働くファン
デルワールス力によりポリペプチド材料の構造を維持す
ることができる。

【００５６】（第８発明、第９発明）第８発明及び第９
発明のポリペプチドヘリックスは、第２７発明の製造方
法のように、溶媒中で互いに等モルに分散させ、両者間
の静電親和力を利用して多数凝集させることにより、第
１９発明のポリペプチド材料の結晶構造を形成させるこ
とができる。溶媒を除去した後も、この結晶構造を形成
するポリペプチドヘリックス間に働く静電親和力により
ポリペプチド材料の構造を維持することができる。

【００５７】（第１０発明、第１１発明）第１０発明又
は第１１発明のポリペプチドヘリックスは、その構成ア
ミノ酸数が１０以上と特に適当である点、あるいはαヘ
リックスである点から、特に優れたポリペプチド材料を
製造することができる。

【００５８】（第２１発明、第２２発明、第２８発明、
第２９発明）以上の各発明のポリペプチド材料につき、
これを第２８発明又は第２９発明の製造方法により製造
すると、第２１発明又は第２２発明のようなコーティン
グ状あるいは薄層状のポリペプチド材料を得ることがで
きる。

【００５９】（第３０発明〜第３４発明）このようにし
て得られた各発明に係るポリペプチド材料は、その極め
てユニークな構造、特性から、非線形光学材料用、選択
的物質透過用、センサー用、生体適合用、高強度部材用
等の種々の用途に利用することができる。

【００６０】非線形光学特性を有する代表的化合物の一
つに尿素があるが、その非線形性が大きいのは、分子内
のアミド基の水素結合の方向が一方向に向いており、大
きな双極子モーメントを有することに起因する。

【００６１】本発明のポリペプチドヘリックスも、分子
内のアミド基の水素結合の方向がヘリックスの軸方向に
一致しており、その結果、軸方向に大きな双極子モーメ
ントを有している。従って、かかるポリペプチドヘリッ
クスが軸方向を揃えて多数凝集した結晶構造を有するポ
リペプチド材料は、軸方向に非常に大きな双極子モーメ
ントを有することになる。かかる点から、本発明のポリ
ペプチド材料は、優れた非線形光学特性を示すことが推
測される。

【００６２】又、本発明のポリペプチド材料の結晶構造
から、論理的には、ヘリックスの軸に対して垂直な方向
に無限に成長することが可能と考えられる。よって、非
線形光学材料その他の用途に対応して実用的な大きさの
ポリペプチド材料を製造することができる。

【００６３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００６４】〔アミノ酸〕本発明のアミノ酸とは、周知
の概念に従い、ペプチド結合を形成可能な、アミノ基と
カルボキシル基とを備えた脂肪族又は芳香族の炭化水素
をいう。なお、必須アミノ酸であるか否か、天然のアミ
ノ酸であるか合成のアミノ酸であるか、は特に問わな
い。

【００６５】アミノ酸には、化学構造に起因して疎水性
アミノ酸と親水性アミノ酸との区別、あるいは酸性アミ
ノ酸と塩基性アミノ酸との区別があるが、これらのいず
れのアミノ酸も、本発明で用いることができる。

【００６６】親水性アミノ酸としては、グリシン、セリ
ン、トレオニン、チロシン、アスパラギン、アスパラギ
ン酸、グルタミン、グルタミン酸、システイン、リシ
ン、アルギニン、ヒスチジン等の１種又は２種以上を任
意に選択して用いることができる。

【００６７】疎水性アミノ酸としては、アラニン、バリ
ン、ロイシン、イソロイシン、トリプトファン、フェニ
ルアラニン、プロリン、メチオニン、αアミノイソ酪酸
等の１種又は２種以上を任意に選択して用いることがで
きる。

【００６８】酸性アミノ酸としては、アスパラギン酸、
グルタミン酸等の１種又は２種以上を任意に選択して用
いることができる。

【００６９】塩基性アミノ酸としては、リシン、アルギ
ニン、ヒスチジン等の１種又は２種以上を任意に選択し
て用いることができる。

【００７０】以上の親水性アミノ酸、疎水性アミノ酸、
酸性アミノ酸、塩基性アミノ酸のうち、P.Y.Chou, G.D.
Fasman, Adv.Enzymol., 47,45(1978) 等に示されている
ように、ヘリックス構造を取り易い点から、グルタミン
酸、ヒスチジン、グルタミン、フェニルアラニン、リシ
ン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、トリ
プトファン、メチオニン、αアミノイソ酪酸が好まし
く、その内でも、とりわけ、グルタミン酸、ヒスチジ
ン、リシン、アラニン、バリン、イソロイシン、フェニ
ルアラニン、トリプトファン、メチオニン、αアミノイ
ソ酪酸が好ましい。

【００７１】上記の親水性アミノ酸、疎水性アミノ酸、
酸性アミノ酸、塩基性アミノ酸のそれぞれの群のうち、
一種のみを、あるいは２種以上を選択して、使用するこ
とができる。

【００７２】〔アミノ酸の一次構造〕複数の親水性アミ
ノ酸あるいは酸性アミノ酸と、複数の疎水性アミノ酸あ
るいは塩基性アミノ酸とが所定の順序で配列した一次構
造とは、仮に親水性アミノ酸あるいは酸性アミノ酸を
「Ｑ」、疎水性アミノ酸あるいは塩基性アミノ酸を
「Ｌ」と表記して説明すると、次のようなものである。

【００７３】即ち、一般的には、ＱとＬとの配列から構
成される一次構造体がαヘリックスその他のヘリックス
構造を形成した場合に、第１発明又は第２発明のよう
に、ＱあるいはＬがそれぞれヘリックスの周面上におけ
る軸方向沿いに縦列に位置し、かつ、Ｑの縦列部分とＬ
の縦列部分とがヘリックスの周面上で交互に形成される
こととなるような配列であれば足りる。一次構造におけ
るＱとＬとの合計個数についても特に限定すべき理由は
ないが、例えばアミノ酸１８個で５周のコイルを形成す
るαヘリックス構造においては、１８個のアミノ酸が構
成単位となる。

【００７４】より具体的に説明すれば、第３発明のよう
にＱの縦列部分とＬの縦列部分とがヘリックスの周面を
４分割しているαヘリックス構造を形成するためには、
一例として、「ＬＱＬＱＬＬＱＬＱＬＱＬＱＬＬＱＬ
Ｑ」という一次構造が適当である。この場合、図８
（ａ）に示すヘリックスの模式的な展開図から分かるよ
うに、ＱとＬとがそれぞれエリア分けされて縦列する結
果となる。そしてこのエリアを、Ｑの縦列部分を白抜
き、Ｌの縦列部分を黒塗りで表現すると図８（ｂ）のよ
うになる。図８（ｃ）は図８（ｂ）のように表現された
ヘリックスの斜視図、図８（ｄ）はその平面図である
が、これらの各図から、第３発明に規定するヘリックス
構造となっていることが分かる。

【００７５】上記の一次構造は、その配列順序が保たれ
ていれば、「どのアミノ酸から配列が始まるか。」とい
う点は問題とならない。例えば、「ＬＬＱＬＱＬＱＬＱ
ＬＬＱＬＱＬＱＬＱ」という一次構造でも良い。更に、
これらの一次構造中、疎水性アミノ酸と親水性アミノ酸
との間で、あるいは酸性アミノ酸と塩基性アミノ酸との
間で、２個以下のアミノ酸に限って入替えがあっても良
い。

【００７６】次に、第４発明のようにＱの縦列部分とＬ
の縦列部分とがヘリックスの周面を６分割しているαヘ
リックス構造を利用することもできる。この場合、図９
（ａ）に示すヘリックスの模式的な展開図から分かるよ
うに、Ｑ（白丸で示す親水性アミノ酸）とＬ（黒丸で示
す疎水性アミノ酸）とがそれぞれエリア分けされて縦列
する結果となるように、一次構造を所定のアミノ酸配列
とする。

【００７７】そしてこのエリアを、Ｑの縦列部分を白抜
き、Ｌの縦列部分を黒塗りで表現すると図９（ｂ）のよ
うになる。図９（ｃ）は図９（ｂ）のように表現された
ヘリックスの斜視図、図９（ｄ）はその平面図である
が、これらの各図から、第４発明に規定するヘリックス
構造となっていることが分かる。

【００７８】上記の一次構造は、その配列順序が保たれ
ていれば、「どのアミノ酸から配列が始まるか。」とい
う点は問題とならない。更に、これらの一次構造中、疎
水性アミノ酸と親水性アミノ酸との間で、２個以下のア
ミノ酸に限って入替えがあっても良い。

【００７９】次に、第５発明のようにＱの縦列部分とＬ
の縦列部分とがヘリックスの周面を８分割しているαヘ
リックス構造を形成するためには、一例として、「ＬＱ
ＱＱＱＬＬＬＬＬＱＱＱＱＬＬＬＬ」という一次構造が
適当である。この場合、図１０（ａ）に示すヘリックス
の模式的な展開図から分かるように、ＱとＬとがそれぞ
れエリア分けされて縦列する結果となる。そしてこのエ
リアを、Ｑの縦列部分を白抜き、Ｌの縦列部分を黒塗り
で表現すると図１０（ｂ）のようになる。図１０（ｃ）
は図１０（ｂ）のように表現されたヘリックスの斜視
図、図１０（ｄ）はその平面図であるが、これらの各図
から、第５発明に規定するヘリックス構造となっている
ことが分かる。

【００８０】上記の一次構造は、その配列順序が保たれ
ていれば、「どのアミノ酸から配列が始まるか。」とい
う点は問題とならない。例えば、「ＬＬＬＬＬＱＱＱＱ
ＬＬＬＬＬＱＱＱＱ」という一次構造でも良い。更に、
これらの一次構造中、疎水性アミノ酸と親水性アミノ酸
との間で、あるいは酸性アミノ酸と塩基性アミノ酸との
間で、２個以下のアミノ酸に限って入替えがあっても良
い。

【００８１】なお、図８（ａ）図９（ａ）又は図１０
（ａ）の展開図において、Ｌの縦列部分とＱの縦列部分
との丁度境界部に位置するアミノ酸については、親水性
アミノ酸と疎水性アミノ酸との中間的な性質のアミノ酸
や、酸性アミノ酸と塩基性アミノ酸との中間的な性質の
アミノ酸に置換しても良い。

【００８２】第６発明に係る複数の親水性アミノ酸のみ
が配列した一次構造、第７発明に係る複数の疎水性アミ
ノ酸のみが配列した一次構造、第８発明に係る複数の酸
性アミノ酸のみが配列した一次構造、第９発明に係る複
数の塩基性アミノ酸のみが配列した一次構造について
は、それぞれが、１種類又は２種類以上の親水性アミノ
酸、疎水性アミノ酸、酸性アミノ酸、塩基性アミノ酸の
所定の個数（例えば１８個）から構成されていれば良
い。

【００８３】〔ポリペプチドヘリックスの製造〕ポリペ
プチドヘリックスとは、同一分子内のペプチド結合のＣ
Ｏ基とＮＨ基の間で形成される水素結合により安定化さ
れる螺旋状構造であり、特に、いわゆるαヘリックス構
造が望ましい。そして、後述のポリペプチド材料が必要
な強度性を維持できる限りにおいて、ポリペプチドヘリ
ックスの分子量は任意で良い。例えばαヘリックスにお
いて必ずしも１８残基のアミノ酸からなる必要はなく、
前記のアミノ酸配列が確保されていれば１０残基、１４
残基、２０残基、３６残基等のアミノ酸からなるもので
も良い。

【００８４】このようなポリペプチドヘリックスは、化
学合成や遺伝子組み換え技術を用いた合成等の種々の手
法を用いて製造することができる。

【００８５】２種類以上のアミノ酸が所定の順序で配列
したポリペプチドヘリックスを化学合成する場合、例え
ば、いわゆるペプチド合成装置を利用できる。１種類の
アミノ酸のみからなるポリペプチドヘリックスを化学合
成する場合は、反応性単量体を用いることができる。

【００８６】遺伝子組み換え技術を用いた合成の場合に
は、所望のアミノ酸配列の基となるＤＮＡを、細菌、酵
母、昆虫、植物、動物中で発現する生体内（ in vivo）
合成や、生体機能の一部を用いて無細胞系で行う in vi
tro 合成で行われる。また、上記のＤＮＡは、ＤＮＡ合
成装置で合成するか、生物のＤＮＡを単離生成すること
により得ることができる。

【００８７】ＤＮＡ合成装置を用いてＤＮＡの化学合成
を行う場合、各アミノ酸に対応するコドンは、発現する
生物中で高頻度で使用されているコドンを選択すること
が望ましい。また、生体中では、繰り返しのＤＮＡ配列
は削除される傾向があるので、数種類のコドンを組み合
わせて使用することが望ましい。

【００８８】αヘリックスタイプあるいはその他のタイ
プのポリペプチドヘリックスであって、それらの基準単
位数以上の数のアミノ酸（例えば、αヘリックスならば
１８を超える数のアミノ酸）からなる高分子量のポリペ
プチドヘリックスを製造する場合には、まず、基準単位
数のアミノ酸一次構造体に対応するＤＮＡを合成し、次
いで、これらのＤＮＡを複数結合することもできる（こ
のような高分子量化の例として、K.P.McGrath, M.J.Fou
rnier, T.L. M-ason, and D.A.Tirrell, J.Am.chem.So
c., 114(2), 727(1992)参照）。

【００８９】生体内でのポリペプチドヘリックスの発現
においては、目的のポリペプチドヘリックス以外にも、
生体機能維持に必要なポリペプチドが同時に多数発現さ
れるので、目的のポリペプチドヘリックスを単離・精製
するために、溶媒抽出、塩析、ｐＨ調整、ろ過、クロマ
トグラフィー等の操作を適宜組み合わせて行う必要があ
る。

【００９０】〔ポリペプチド材料の製造〕次に、第１発
明〜第１１発明のポリペプチドヘリックスを用いて第１
２発明〜第２２発明のポリペプチド材料を製造する際の
実施の形態について説明する。

【００９１】基本的な操作は、対象とする１種又は２種
のポリペプチドヘリックスを所定の溶媒中に溶解させ、
ポリペプチドヘリックスの所定の相互作用による凝集及
び結晶構造の形成、即ちポリペプチド材料の生成をまっ
て、溶媒を分離除去するという操作である。溶媒の分離
除去後、当該ポリペプチド材料は上記の相互作用により
及び／又はファンデルワールス力により、その構造を強
靱に維持する。

【００９２】第２３発明のように、ポリペプチドヘリッ
クスが親水性アミノ酸と疎水性アミノ酸とからなるもの
である場合には、親水性の溶媒を使用する。

【００９３】第２４発明のように、ポリペプチドヘリッ
クスが酸性アミノ酸と塩基性アミノ酸とからなるもので
ある場合には、両者が同時に溶解するように、中性の溶
媒を使用する。

【００９４】第２５発明のように、ポリペプチドヘリッ
クスが親水性アミノ酸のみからなるものである場合に
は、疎水性溶媒を使用すべきであるが、ポリペプチドヘ
リックスは親水性であるため、いきなり疎水性溶媒に溶
解させることは困難である。従って、まず親水性溶媒に
ポリペプチドヘリックスを溶解させた後、この溶液に疎
水性溶媒を添加して行くことにより、ポリペプチドヘリ
ックスの凝集・結晶構造生成を行うことができる。

【００９５】第２６発明のように、ポリペプチドヘリッ
クスが疎水性アミノ酸のみからなるものである場合に
は、第２５発明の場合とは逆に、まず疎水性溶媒にポリ
ペプチドヘリックスを溶解させた後、この溶液に親水性
溶媒を添加して行くことにより、ポリペプチドヘリック
スの凝集・結晶構造生成を行うことができる。

【００９６】第２７発明のように、ポリペプチドヘリッ
クスが酸性アミノ酸のみからなるものと、塩基性アミノ
酸のみからなるものとの等モル混合物である場合には、
これらのポリペプチドヘリックスの高濃度溶液中で塩形
成の形を取って凝集・結晶構造生成が起こるので、両者
の低濃度溶液の混合によりポリペプチドヘリックスの低
濃度溶液をまず作製し、これを次第に濃縮して結晶を生
成させることができる。

【００９７】上記の第２３発明〜第２７発明の説明にお
いて、「親水性溶媒」とは、一般的定義に従い「水に対
して親和性を有する溶媒を言う。その代表例としてジメ
チルスルホキシド、フッ素系アルコール（例えばヘキサ
フルオロイソプロパノール）、ギ酸等があるが、その他
にも非プロトン性極性溶媒（例えばジメチルホルムアミ
ド）、有機酸（例えば酢酸）等も使用可能であり、これ
らの混液も使用できる。

【００９８】親水性性溶媒の使用条件については特に限
定はないが、ポリペプチド材料の結晶構造を保つために
１００°Ｃ以下の温度で用いることが望ましい。また、
使用後の溶媒の排除は、例えばろ過による分離、減圧に
よる除去等の手段により行うことができる。

【００９９】上記の第２３発明〜第２７発明の説明にお
いて、「疎水性溶媒」とは、一般的な定義に従い、水に
対する親和性を有しない溶媒を言う。その代表例とし
て、芳香族炭化水素（例えばトルエン）、脂肪族炭化水
素（例えばヘキサン）等があるが、その他にも、これら
の水素原子のいくつかがハロゲン、水酸基、ニトロ基、
カルボキシル基等で置換され、かつ疎水性を示す溶媒
（例えばクロロホルム、ベンゼン等）も使用可能であ
り、これらの混液も使用できる。

【０１００】疎水性性溶媒の使用条件や、使用後の溶媒
の排除手段は、前記した親水性溶媒の場合と同様であ
る。

【０１０１】第２３発明〜第２６発明において、ポリペ
プチド材料の結晶構造形成操作を、非常に短時間で、あ
るいは高濃度で行うと、微粉末状の結晶が得られる。従
って、ある程度以上の大きさのバルク結晶を得たい場合
には、例えば次の（１）〜（３）の方法を用いることが
できる。なお、これらの方法はいずれも、振動や衝撃の
少ない環境で、常温以下で行うのが望ましい。

【０１０２】（１）非常に希薄なポリペプチドヘリック
スの溶液を調製しておき、ゆっくりと溶媒を蒸発させ
る。（２）ポリペプチドヘリックスの高温溶液を調製してお
き、非常にゆっくりとした速度で温度を低下させる。（３）ポリペプチドヘリックスの常温あるいは低温溶液
に対して高温で高濃度のポリペプチドヘリックス溶液を
ゆっくりと混合する。

【０１０３】第２７発明に関しても同様の問題があり、
その問題の解決のため上記の（１）〜（３）の方法を適
用することができる。

【０１０４】第２９発明における基材の排除手段として
は、基材とポリペプチド材料間の化学結合を選択的に切
断する方法、ポリペプチド材料を溶解せずに基材のみを
溶解する溶媒を利用する方法等が考えられる。例えば、
基材とポリペプチド材料間をエステル結合で結合させて
いた場合は、酸あるいはアルカリで処理することにより
エステル結合を選択的に切断することができる。また、
イオン化傾向の大きい金属を基材としてもちいていた場
合は、酸処理によってポリペプチド材料を溶解せずに基
材のみを溶解・除去することができる。

【０１０５】〔ポリペプチド材料の用途〕第３０発明の
非線形光学材料用ポリペプチド材料としては、第１２〜
第２１発明のいずれかのポリペプチド材料を利用するこ
とができ、具体的には波長変換素子、光スイッチ、光変
調器、光演算素子等の光学素子等の用途に利用できる。

【０１０６】第３１発明の選択的物質透過用ポリペプチ
ド材料としては、第１２〜第２２発明のいずれかのポリ
ペプチド材料を利用することができ、具体的にはプロト
ン、カリウム、ナトリウム等のイオンチャンネル、各種
ホルモン透過膜等の用途に利用できる。

【０１０７】第３２発明のセンサー用ポリペプチド材料
としては、第１２〜第２１発明のいずれかのポリペプチ
ド材料を利用することができ、具体的には酸あるいは塩
基物質ようのセンサー、抗原センサー、光センサー等の
用途に利用できる。

【０１０８】第３３発明の生体適合部材用ポリペプチド
材料としては、第１２〜第２１発明のいずれかのポリペ
プチド材料を利用することができ、具体的には人工皮
膚、人工網膜等の用途に利用できる。

【０１０９】第３４発明の高強度部材用ポリペプチド材
料としては、第１２〜第２０発明のいずれかのポリペプ
チド材料を利用することができ、具体的にはスーパーエ
ンジニアリングプラスチックスの代替材料、一部の金属
の代替材料、セラミックスの代替材料等の用途に利用で
き、又使用部品の種類としてはカム、ギヤやその他の広
範囲な種類の高強度部品、とりわけ小部品や微小部品に
好ましく使用することができる。

【０１１０】

〔ポリペプチド材料の製造例１〕

【０１１１】配列番号１に示すポリペプチドヘリックス
をペプチド合成装置で合成した。ゲル濾過クロマトグラ
フィーで精製後、その0.1gのポリペプチドヘリックスを
ジメチルホルムアミド10mlに溶解後、水を徐々に添加し
たところ、沈殿が生じた。吸引濾過後、残さを真空乾燥
して構造体を得た。一般にタンパク質は水に溶解する
が、この構造体は水を添加することにより析出してお
り、疎水性相互作用により結晶構造が得られたものと推
定される。

【０１１２】〔ポリペプチド材料の製造例２〕

【０１１３】（２本鎖モノマーＤＮＡの合成）配列番号
２及び３に示す２種類のオリゴヌクレオチドをＤＮＡ合
成装置により0.2 μmol スケールで化学合成した。ポリ
アクリルアミドゲルで精製した後、60pmolをそれぞれ、
10× T4 ポリヌクレオチドキナーゼ緩衝液 3μl 、10×
ATP 3 μl 、 T4 ポリヌクレオチドキナーゼ 2μl を含
む30μl 溶液中で、37℃で60分間反応させることにより
5'末端のリン酸化を行った。

【０１１４】次に65℃で20分加熱して酵素を失活させた
後、それぞれのオリゴヌクレオチド溶液を混合し、NaCl
を100mM の濃度になるように加えた。この混合溶液を含
むエッペンドルフチューブを85℃で温め、室温に戻るま
で徐冷し、アニーリングした。その後、水を全量が100
μl になるように加えて、同量のフェノール／クロロホ
ルム (1:1, v/v) で抽出した。遠心分離 (12000rpm, 1m
in.)の後、上の水層部分100 μl にオイスターグリコー
ゲン(20mg/ml) 1 μl 、3M NaOAc（酢酸ナトリウム） 1
0 μl 、エタノール300 μl を加え、−２０°Ｃで15時
間放置して、２本鎖モノマーDNA を析出させた。

【０１１５】この白色沈殿物を遠心分離(12000rpm, 30m
in.)した後、70％エタノール200 μl で２回洗浄し，室
温で乾燥させた。得られた２本鎖DNA は、配列番号４に
示すように相補的に結合している。配列番号４の配列に
おいて、アミノ酸との対応を表記した上段の DNAは左側
末端を５’末端から、下段の DNAは左側末端を３’末端
から表記している。また左側末端はEcoRI サイト、他末
端はBamHI サイトであり、２カ所SfcIサイトを有してい
る。また、SfcI間のDNA シークエンスは、Ｌをロイシ
ン、Ｑをグルタミンとして、ＬＱＱＱＱＬＬＬＬＬＱＱ
ＱＱＬＬＬＬに対応している。

【０１１６】（モノマーＤＮＡのクローニング）pUC18
プラスミド2 μg を10×Eco RI buffer 3.3 μl 、Eco
RI 1μ、 Bam HI 1 μl を含む33μl の水溶液中，37℃
で15時間加温することにより、Eco RI−Bam HIサイトを
もつ直線状のpUC 18プラスミドを調整した。２本鎖モノ
マーDNA溶液(0.68pmol)、Eco RI−Bam HIサイトをもつ
直線状のpUC 18溶液(0.14pmol)、10 ×T4 DNA リガー
ゼバッファー 2μl 、T4 DNA リガーゼ 1μl を混合
し、水で20μl とした。14℃、15時間加温することによ
りライゲーションを行って、２本鎖モノマーDNA をpUC1
8 プラスミドに挿入した。

【０１１７】このライゲーション溶液を水80μl で５倍
に希釈し、その10μl を溶解したJM109 コンピテントセ
ル100 μl に加え、氷中に30分放置した。次にこの溶液
を42℃で2 分加熱した後、2 ×YT 1mlを加え、37℃で１
時間培養した。その後、100mM のIPTG（イソプロピル-1
- チオ- β-D- ガラクトシド） 63 μl と20mg/ml のX-
Gal （5-ブロモ-4- クロロ-3- インドリル- β-D-(-)-
ガラクトピラノシド）84μl を塗布したYTアンピシリン
プレート上に、培養液適量を塗布し、37℃、15時間培養
した。

【０１１８】生じた白色コロニーの１つを、 2×YT 5ml
に5 μl のアンピシリンナトリウム水溶液(Amp, 200mg/
ml) の混合培地で約９時間培養した。この培養液を2 ×
YT 500mlにAmp 500 μl に加え、さらに15時間培養し
た。次に遠心分離(5000rpm, 30sec.) し、菌をスピンダ
ウンして、Qiagen社製Maxi Prep キットを用いて大量精
製した。

【０１１９】精製したモノマーDNA 挿入pUC18 100μg
に10×NEのバッファー 430μl 、SfcIを50μl 、BSA
（牛血清アルブミン）7.5 μl を加え、さらに水を添加
することにより全量が300 μl の溶液を調製した。室温
で終夜インキュベイトした後、反応溶液を12% アクリル
アミドゲルで電気泳動した。臭化エチジウム溶液で染色
後、紫外線を照射することにより、確認できた54bpのモ
ノマーDNA のバンドを切り出し、エッペンドルフチュー
ブに入れた。ゲルを細かく潰し、NaOAc 300 μlを加
え、37℃、15時間振とうした。

【０１２０】そして、上澄みを別のエッペンドルフに移
しかえ、残さにさらにNaOAc 125 μl を加え、37℃、8
時間振とうした。フィルターでろ過後、先程の上澄み液
と合わせ、オイスターグリコーゲン(20mg/ml) 4.9 μl
、2M NaCl 61.4 μl 、エタノール 1mlを加え、-20
℃で15時間放置することにより両端がSfcIサイトである
モノマーDNA を析出させた。遠心分離(12000rpm, 30mi
n.)した後、70％エタノール200 μl で２回洗浄した。
室温で乾燥後、TE（トリス／ＥＤＴＡ） 50 μl に溶解
した。

【０１２１】（マルチマー挿入用ベクター（pKY-1b）の
調製）市販のpACYC177プラスミド 5μg を10×バッファ
ー 5μl 、FspI 1μl 、HincII 1μl 、BSA 5 μl を含
む50μl の水溶液中、37℃で15時間インキュベイトする
ことにより、FspI、HincIIカッティングを行った。続い
て70℃で15分加熱処理することにより酵素を失活させた
後、全量が90μl になるように水を加え、90μl のフェ
ノール／クロロホルム(1/1, v/v) 、さらにクロロホル
ム90μl で抽出することにより酵素を取り除いた。上の
水層部分90μl に3M NaOAc 18 μl 、オイスターグリコ
ーゲン2.7 μl 、エタノール220 μl を加え、-80 ℃で
30分放置して、DNA を析出させた。

【０１２２】析出した DNAを遠心分離(14000rpm, 15mi
n.) し、残さを70％エタノール200μl で２回洗浄し
た。乾燥後、50μl の水に溶解し、両端がFspIおよびHi
ncIIサイトである直鎖状のベクターを調製した。

【０１２３】次に直鎖状のベクターの溶液(0.14pmol)、
10×T4 DNAリガーゼバッファー、T4DNAリガーゼを混合
し、水で適量とした。14℃で15時間インキュベイトする
ことにより、環状ベクターを合成した。１項と同様の方
法により、環状ベクターのBamHI サイトに配列番号５に
示すリンカーを挿入したマルチマー挿入用ベクターを調
製した。

【０１２４】このベクターを用いて大腸菌HB101 を形質
転換し、そのコロニーを2 ×YT 5mlに5 μl のカナマイ
シン溶液(Kn, 50mg/ml) を加えた混合培地で約９時間培
養した。この培養液を2 ×YT 500mlにKn 500 μl を含
む混合培地に加え、OD600 が0.4 付近になるまで培養し
た。この培養液にクロラムフェニコール溶液（Cp, 25m
g/ml）を全体が50μg/mlの濃度になるように添加し、16
時間培養した。

【０１２５】その後、500ml 遠心管に培養液を分注し、
遠心分離（5600rpm, 10分，4 ℃）を行い、菌をスピン
ダウンした。上澄みを捨て、GTE （グルコース／トリス
／ＥＤＴＡ）溶液4ml に懸濁させ、50mlの遠心チューブ
に移した。次に、リゾチーム−GTE 溶液（25mg/ml ）を
1ml 加え、室温で10分放置した。さらに、0.2MのNaOH−
1% SDS （ドデシル硫酸ナトリウム）溶液を10ml加え、
氷中で10分間放置した。3M NaOAc 7.5mlを添加し、粘
り気がなくなるまでピペットでゆっくり混合し、氷中で
10分放置した。遠心分離（13000rpm, 10 分，4 ℃）
し、上澄みを新しいチューブに移し、0.6 倍量のイソプ
ロパノールを加え、室温で5 〜10分放置した。遠心分離
（11000rpm, 10 分，室温）の後、上澄みを捨て、70%
エタノール2ml で洗浄し、白色沈殿物（pKY-1b）を乾燥
した。

【０１２６】（マルチマー挿入用ベクター（pKY-1b）へ
のマルチマーＤＮＡの挿入）マルチマー挿入用ベクター
（pKY-1b） 5μg に10×NE バッファー4 25μl、 Sf
cI 10μl 、BSA 2.5μl を加え、水で250 μl の溶液
を調製し、室温で終夜インキュベイトした。水50μl を
加えた後、300 μl のフェノール／クロロホルム(1/1,
v/v) 、次にクロロホルム300 μl で抽出することによ
り酵素を取り除いた。上の水層部分300 μl にoyster g
lycogen (20mg/ml) 9 μl 、3M NaOAc60 μl 、エタノ
ール720 μl を加え、-80 ℃で30分放置して、DNA を析
出させた。遠心分離(14000rpm, 15min.)し、残さを70％
エタノール1ml で２回洗浄した。乾燥後、44μl の水に
溶解し、NEバッファー2 5μl 、 CIP（子牛小腸由来ア
ルカリフォスファターゼ） 1μl を加え、50℃で１時間
インキュベイトすることにより脱リン酸化を行った。

【０１２７】次に75℃で10分間加熱することにより酵素
を失活させた。このようにして、両端にSfcIサイトを有
する（pKY-1b）を調製した。２本鎖モノマーDNA 150ng
、10×T4 DNA リガーゼバッファー 3μl 、T4 DNAリ
ガーゼ 1μl を含む全量が30μl の水溶液を調製した。
16℃で24時間インキュベイトし、マルチマー化を行っ
た。

【０１２８】次に、マルチマー溶液 10 μl 、直鎖状マ
ルチマー挿入ベクター溶液 (73ng)、10×T4 DNA リガ
ーゼバッファー3 μl 、 T4 DNA リガーゼ 1μl を混
合し、水を添加して全量が30μl の水溶液を調製した。
14℃で40時間インキュベイトした後、その1/2 量を溶解
した100 μl のHB101 コンピテントセルに加え、氷中に
30分放置した。次にこの溶液を42℃で2 分加熱した後、
2 ×YT 1mlを加え、37℃で１時間培養した。

【０１２９】その後、YTカナマイシンプレート上に、培
養液800 μl を塗布し、37℃で15時間培養した。１つの
コロニーを5ml 2 ×YT カナマイシン(200μg/ml) 培地
で、37℃で15時間飽和するまで培養した。その1.5ml 培
養液を遠心分離(12000rpm,20sec.) し、上澄みを捨て、
TELT溶液100 μl に懸濁させた。次に、フェノール 50
μl 、クロロホルム 50 μl を加え、激しく混合し、１
５分間室温で放置した。遠心分離(14000rpm, 1min.) の
後、上澄み100 μl を新しいエッペンドルフチューブに
移し、２倍量のエタノール 200μl を加えた。再び遠心
分離(12000rps,5min.)の後、上澄みを捨て、100 ％エタ
ノール 1mlで洗浄し、乾燥した。

【０１３０】マルチマーが挿入されたマルチマー挿入ベ
クター（pKY-1b）を10×BamHI バッファー 2.5μl 、Ba
m HI 1μl 、 RNase 1μl を含む全量が25μl の溶液
中、37℃で15時間インキュベイトした。その後、5 ％ア
クリルアミドゲル電気泳動を行い、ＬＱＱＱＱＬＬＬＬ
ＬＱＱＱＱＬＬＬＬ（Ｌはロイシン、Ｑはグルタミンを
示す。）単位が１１個重合したポリペプチドヘリックス
に対応するマルチマーDNA のバンドを切り出し、エッペ
ンドルフチューブの中に入れた。ゲルを細かく潰し、Na
OAc 100 μl を加え、37℃で8 時間振とうすることによ
りDNA を抽出した。フィルターでろ過後、オイスターグ
リコーゲン(20mg/ml) 3 μl 、エタノール200 μl を加
え、-20 ℃で15時間放置して、マルチマーDNA を析出さ
せた。遠心分離(14000rpm, 15min.)し、残さを70％エタ
ノール200 μl で２回洗浄した。乾燥後、10μl のTEに
溶解した。

【０１３１】（ポリペプチドヘリックスの大腸菌中での
発現）市販のpET3B プラスミド 5μg を10×BamHI バッ
ファー 5μl 、BamHI 1 μlを含む20μl の水溶液中、3
7℃で15時間インキュベイトすることにより、BamHIカッ
ティングを行った。続いて70℃で15分加熱処理すること
により酵素を失活させた後、全量が90μl になるように
水を加え、90μl のフェノール／クロロホルム(1/1, v
/v) 、さらにクロロホルム90μl で抽出することにより
酵素を取り除いた。上の水層部分90μl に3M NaOAc 18
μl 、オイスターグリコーゲン2.7 μl 、エタノール22
0 μl を加え、-80 ℃で30分放置して、DNA を析出させ
た。遠心分離(14000rpm, 15min.) し、残さを70％エタ
ノール200 μl で２回洗浄した。乾燥後、50μl の水に
溶解し、両端がBamHI サイトである直鎖状pET3B ベクタ
ーを調製した。

【０１３２】マルチマーDNA 溶液10μl 、両端がBamHI
サイトである直鎖状pET3B ベクター溶液 (20ng) 、10×
T4 DNA リガーゼバッファー 2μl 、 T4 DNA リガー
ゼ1 μl を混合し、水を加えて全量が20μl の液を調製
した。16℃で15時間インキュベイトすることにより、マ
ルチマーDNA が挿入したpET3B ベクターを調製した。こ
の水溶液の10μl を、溶解した100 μl BL21(DE3)pLys
S コンピテントセルに加え、氷中に30分放置した。次に
42℃で2 分間加熱した後、2 ×YT 1mlを加え、37℃で１
時間培養した。

【０１３３】その後、YTクロラムフェニコール／アンピ
シリンプレート上に、培養液50μlを塗布し、37℃で15
時間培養した。コロニーを２×YT 5ml に各5 μl のア
ンピシリン、クロラムフェニコールを加えた混合培地で
30℃で約１６時間培養した。この培養液500 μl を2 ×
YT 20mlにアンピシリン1ml 、クロラムフェニコール1m
l を含む1lの混合培地に加え、一定温度で600nm の吸光
度（OD600 ）が0.4 〜0.7 になるまで培養した。次に、
培養液に100mM IPTG を4ml 加え（全体の濃度が0.4mM
になるようにする）、タンパク質発現の誘導を行った。
IPTG添加後270分間培養した。

【０１３４】500ml 遠心管に培養液を分注し、4 ℃で遠
心分離（6000g ，10min.）し、菌をスピンダウンした。
上澄みを捨て、セル1gあたり5ml の抽出緩衝液（20mM
Tris・HCl (pH8.0) ，30mM NaCl, 10mM EDTA ）を添
加し、懸濁した。さらにリゾチームを濃度2mg/mlになる
ように添加し、氷中で１時間放置し、菌体をスフェロプ
ラスト化した。この溶液をガラス製のビーカーに移しか
え、氷冷しながら超音波法による破砕処理を行った。得
られた破砕液を低速遠心分離（6000g, 5min）により不
溶性画分を得た。残さに洗浄緩衝液（20mM Tris・HCl
(pH7.5) 、 30mM NaCl）10mlを添加し、沈殿を十分に懸
濁した。その後、4 ℃で遠心分離（10000g，10min.）に
より不溶性画分を回収し、沈殿を洗浄した。再び洗浄を
繰り返した後、残さをメタノールでソックスレー抽出す
ることにより脂質成分を除去した。この残さにジメチル
スルホキシドを添加し、70℃で３時間加熱した。不溶物
をろ過後、真空乾燥することにより、タンパク質を得
た。このタンパク質を臭化エチジウム処理することによ
り、前記のＬＱＱＱＱＬＬＬＬＬＱＱＱＱＬＬＬＬの配
列単位が１１個重合したポリペプチドヘリックスが得ら
れた。

【０１３５】（結晶構造体の製造）このポリペプチドヘ
リックスをジメチルスルホキシドに溶解後、水を徐々に
添加すると、白色の沈殿が析出してきた。一般にタンパ
ク質は水に溶解するが、この構造体は、水を添加するこ
とにより析出しており、疎水性相互作用により結晶構造
が得られたものと推定される。

【０１３６】〔ポリペプチド材料の製造例３〕

【０１３７】（２本鎖モノマーＤＮＡの合成）配列番号
６，７に示す２種類のオリゴヌクレオチドを、DNA 合成
装置により、0.2 μmol スケールで化学合成した。

【０１３８】「ポリペプチド材料の製造例２」中の「２
本鎖モノマーＤＮＡの合成」の項に示す方法と同様にし
て配列番号８に示す２本鎖DNA を得た。この２本鎖DNA
は、アミノ酸との対応を表記した上段の DNA配列が左側
末端を５’末端から、下段のDNA配列が左側末端を３’
末端から、それぞれ表記している。そして、左側末端は
EcoRI サイト、他末端はBamHI サイトであり、２カ所Bs
iHKAI サイトを有している。また、BsiHKAI 間のDNA シ
ークエンスは、バリンをＶ、ロイシンをＬとすると、Ｖ
ＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬである。

【０１３９】配列番号８の２本鎖モノマーDNA を用い、
「ポリペプチド材料の製造例２」と同様にクローニング
を行った。

【０１４０】（マルチマー挿入用ベクター（pKY-2 ）の
調製）市販のpACYC177 5μg 、10×NEバッファー3 3.3
μl 、 BsiHKAI 2 μl 、 BSA 0.2μl を含む33μl の
水溶液を、６０℃、2 時間でインキュベイトすることに
よりBsiHKAI カッティングを行った。続いて、反応溶液
に0.5mM dNTP 2μl 、DNA ポリメラーゼ I Large Fragm
ent (Klenow) 1μl を加え、30℃で15分間反応させ、平
滑末端化を行った。次に、75℃、10分間保温し、酵素を
失活させ、直鎖状のマルチマー挿入用ベクター（pKY-2
）を合成した。

【０１４１】次に直鎖状のベクター溶液(0.14pmol)、10
×T4 DNAリガーゼバッファー、T4 DNAリガーゼを混合
し、水で適量とした。14℃で15時間インキュベイトする
ことにより環状ベクターを合成した。前記「２本鎖モノ
マーＤＮＡの合成」と同様の方法により、環状ベクター
のBamHI サイトに配列番号９のリンカーを挿入したマル
チマー挿入用ベクターを調製した。

【０１４２】このマルチマー挿入用ベクターを用いて大
腸菌HB101 を形質転換し、そのコロニーを、2 ×YT 5ml
に5 μl のカナマイシン溶液(Kn, 50mg/ml) を加えた混
合培地で約９時間培養した。この培養液を2 ×YT 500ml
にKn 500 μl を含む混合培地に加え、OD600 が0.4 付
近になるまで培養した。この培養液にクロラムフェニコ
ール溶液（Cp, 25mg/ml）を全体が50μg/mlの濃度にな
るように添加し、16時間培養した。

【０１４３】500ml 遠心管に培養液を分注し、遠心分離
（5600rpm, 10分，4 ℃）を行い、菌をスピンダウンし
た。上澄みを捨て、GTE 溶液4ml に懸濁させ、50mlの遠
心チューブに移した。次に、リゾチーム−GTE 溶液（25
mg/ml ）を1ml 加え、室温で10分放置した。さらに、0.
2M NaOH−1% SDS 溶液を10ml加え、氷中で10分間放置
した。3M NaOAc 7.5mlを添加し、粘り気がなくなるま
でピペットでゆっくり混合し、氷中で10分放置した。遠
心分離（13000rpm, 10 分，4 ℃）し、上澄みを新しい
チューブに移し、0.6 倍量のイソプロパノールを加え、
室温で5 〜10分放置した。遠心分離（11000rpm, 10
分，室温）の後、上澄みを捨て、70% エタノール2ml で
洗浄し、白色沈殿物（pKY-2 ）を乾燥した。

【０１４４】このマルチマー挿入ベクター（pKY-2 ）を
用いることにより、ＶＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬ
ＬＬ（Ｖはバリン、Ｌはロイシンを示す。）単位が６つ
重合したポリペプチドヘリックスに対応するマルチマー
DNA を得た。これを「ポリペプチド材料の製造例２」と
同様に大腸菌中で発現し、上記の単位が６つ重合したポ
リペプチドヘリックスを得た。

【０１４５】このポリペプチドヘリックスをジメチルス
ルホキシドに溶解後、水を徐々に添加すると、白色の沈
殿が析出してきた。一般にタンパク質は水に溶解する
が、この構造体は水を添加することにより析出してお
り、疎水性相互作用により結晶構造が得られたものと推
定される。

【０１４６】〔ポリペプチド材料の製造例４〕

【０１４７】配列番号１０，１１の２種類のオリゴヌク
レオチドをDNA 合成装置により、0.2 μmol スケールで
化学合成した。

【０１４８】前記「ポリペプチド材料の製造例２」と同
様のプロセスにより、配列番号１２の２本鎖DNA を得
た。この２本鎖DNA の片末端はEcoRI サイト、他末端は
BamHIサイトであり、２カ所SfcIサイトを有している。
また、SfcI間のDNA シークエンスは、ロイシンをＬ、グ
ルタミンをＱとすると、ＬＱＱＱＱＱＱＱＱＱＱＱＱＱ
ＱＱＱＱである。

【０１４９】その後の操作は「ポリペプチド材料の製造
例２」と同様に行い、前記ＬＱＱＱＱＱＱＱＱＱＱＱＱ
ＱＱＱＱＱ単位が１１個重合したポリペプチドヘリック
スに対応するマルチマーDNA を得た。次いで大腸菌中で
の発現を行い、ＬＱＱＱＱＱＱＱＱＱＱＱＱＱＱＱＱＱ
単位が１１個重合したポリペプチドヘリックスを得た。

【０１５０】このポリペプチドヘリックスをヘキサフル
オロイソプロパノールに溶解後、ベンゾニトリルを２倍
量添加した。この溶液を６０℃に加熱後、３℃／日の割
合で温度を２５℃まで下げたところ、白色の沈殿が析出
してきた。この場合、疎水性場中における親水性相互作
用により、ポリペプチド材料の結晶構造が生成している
と推定される。

【０１５１】〔ポリペプチド材料の製造例５〕

【０１５２】リシンの１８分子が配列したポリペプチド
からなるポリペプチドヘリックスをペプチド合成装置で
合成した。ゲル濾過クロマトグラフィーで精製後、その
0.1gのポリペプチドヘリックスを水10mlに溶解した。

【０１５３】次に、グルタミン酸の１８分子が配列した
ポリペプチドからなるポリペプチドヘリックスをペプチ
ド合成装置で合成した。ゲル濾過クロマトグラフィーで
精製後、その0.1gのポリペプチドヘリックスを水10mlに
溶解した。

【０１５４】そして、上記２つの水溶液を混合後、蒸発
乾固することにより凝集体を得た。この場合、酸塩基相
互作用により、ポリペプチド材料の結晶構造が生成して
いると推定される。

【０１５５】〔ポリペプチド材料の製造例６〕ＫＥＫＥ
ＨＫＥＫＥＫＤＫＤＫＨＥＫＥ（Ｋはリシン、Ｈはヒス
チジン、Ｅはグルタミン酸、Ｄはアスパラギン酸）の配
列のポリペプチドからなるポリペプチドヘリックスをペ
プチド合成装置で合成した。ゲル濾過クロマトグラフィ
ーで精製後、その0.1gのポリペプチドヘリックスを水10
0ml に溶解した。エバポレーターで徐々に水を蒸発させ
た後、真空乾燥して凝集体を得た。この場合、酸塩基相
互作用により、ポリペプチド材料の結晶構造が生成して
いると推定される。

【配列表】

配列番号：１配列の長さ：１４配列の型：アミノ酸トポロジー：直鎖状配列の種類：ペプチド配列 Leu Glu Leu Glu Ala Leu His Leu His Val Gln Phe Gln Leu 配列番号：２配列の長さ：７０配列の型：核酸鎖の数：一本鎖トポロジー：直鎖状配列の種類：他の核酸合成ＤＮＡ配列 AATTCGTAAC TACAGCAACA ACAGCTGTTG CTGTTATTGC AACAGCAGCA ATTGCTGTTA 60 CTGCTACAGG 70 配列番号：３配列の長さ：７０配列の型：核酸鎖の数：一本鎖トポロジー：直鎖状配列の種類：他の核酸合成ＤＮＡ配列 GATCCCTGTA GCAGTAACAG CAATTGCTGC TGTTGCAATA ACAGCAACAG CTGTTGTTGC 60 TGTAGTTACG 70 配列番号：４配列の長さ：７０配列の型：核酸鎖の数：二本鎖トポロジー：直鎖状配列の種類：他の核酸合成ＤＮＡ配列 Leu Gln Gln Gln Gln Leu Leu Leu Leu Leu Gln Gln Gln Gln 14 AATTCGTAA CTA CAG CAA CAA CAG CTG TTG CTG TTA TTG CAA CAG CAG CAA 51 GCATT GAT GTC GTT GTT GTC GAC AAC GAC AAT AAC GTT GTC GTC GTT 47 SfcI Leu Leu Leu Leu Leu 19 TTG CTG TTA CTG CTA CAGG 70 AAC GAC AAT GAC GAT GTCCCTAG 70 SfcI 配列番号：５配列の長さ：７２配列の型：核酸鎖の数：二本鎖トポロジー：直鎖状配列の種類：他の核酸合成ＤＮＡ配列 GATCCTATGT TTAAATATTC TCGCGATCCG ATGCTACAGC GCATGCACAT CCGCCCGGGT 60 GATACA AATTTATAAG AGCGCTAGGC TACGATGTCG CGTACGTGTA GGCGGGCCCA 56 BamHI SfcI CGATATCAGC TG 72 GCTATAGTCG ACCTAG 72 BamHI 配列番号：６配列の長さ：７０配列の型：核酸鎖の数：一本鎖トポロジー：直鎖状配列の種類：他の核酸合成ＤＮＡ配列 AATTCGTAAG TGCTCTTGCT GCTGTTACTC CTGCTTTTGC TGCTCCTGTT GCTTCGTTAC 60 CTGGTGCTCG 70 配列番号：７配列の長さ：７０配列の型：核酸鎖の数：一本鎖トポロジー：直鎖状配列の種類：他の核酸合成ＤＮＡ配列 GATCCGAGCA CCAGTAACAG AAGCAACAGG AGCAGCAAAA GCAGGAGTAA CAGCAGCAAG 60 AGCACTTACG 70 配列番号：８配列の長さ：７０配列の型：核酸鎖の数：二本鎖トポロジー：直鎖状配列の種類：他の核酸合成ＤＮＡ配列 Val Leu Leu Leu Leu Leu Leu Leu Leu Leu Leu Leu Leu Leu 14 AATTCGTAA GTG CTC TTG CTG CTG TTA CTC CTG CTT TTG CTG CTC CTG TTG 51 GCATT CAC GAG AAC GAC GAC AAT GAG GAC GAA AAC GAC GAG GAC AAC 47 EcoRI BsiHKAI Leu Leu Leu Leu Leu 19 CTT CTG TTA CTG GTG CTCG 70 GAA GAC AAT GAC CAC GAGCCTAG 70 BamHI 配列番号：９配列の長さ：７２配列の型：核酸鎖の数：二本鎖トポロジー：直鎖状配列の種類：他の核酸合成ＤＮＡ配列 GATCCTATGT TTAAATATTC TCGCGATCCG ATGGTGCTCC GCATGCACAT CCGCCCGGGT 60 GATACA AATTTATAAG AGCGCTAGGC TACCACGAGG CGTACGTGTA GGCGGGCCCA 56 BamHI BsiHKAI CGATATCAGC TG 72 GCTATAGTCG ACCTAG 72 BamHI 配列番号：１０配列の長さ：７０配列の型：核酸鎖の数：一本鎖トポロジー：直鎖状配列の種類：他の核酸合成ＤＮＡ配列 AATTCGTAAC TACAGCAGCA ACAGCAACAA CAGCAGCAGC AACAGCAACA ACAGCAACAG 60 CAACTACAGG 70 配列番号：１１配列の長さ：７０配列の型：核酸鎖の数：一本鎖トポロジー：直鎖状配列の種類：他の核酸合成ＤＮＡ配列 GATCCCTGTA GTTGCTGTTG CTGTTGTTGC TGTTGCTGCT GCTGTTGTTG CTGTTGCTGC 60 TGTAGTTACG 70 配列番号：１２配列の長さ：７０配列の型：核酸鎖の数：二本鎖トポロジー：直鎖状配列の種類：他の核酸合成ＤＮＡ配列 Leu Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln 14 AATTCGTAA CTA CAG CAG CAA CAG CAA CAA CAG CAG CAG CAA CAG CAA CAA 51 GCATT GAT GTC GTC GTT GTC GTT GTT GTC GTC GTC GTT GTC GTT GTT 47 EcoRI SfcI Gln Gln Gln Gln Gln 19 CAG CAA CAG CAA CTA CAGG 70 GTC GTT GTC GTT GAT GTCCCTAG 70 SfcI BamHI

【図面の簡単な説明】

【図１】ポリペプチド材料の結晶構造を示す図であ
る。

【図２】ポリペプチド材料の凝集形態を示す図であ
る。

【図３】ポリペプチド材料の凝集形態を示す図であ
る。

【図４】ポリペプチド材料の凝集形態を示す図であ
る。

【図５】ポリペプチド材料の凝集形態を示す図であ
る。

【図６】ポリペプチド材料の凝集形態を示す図であ
る。

【図７】基材上に形成されたポリペプチド材料を示す
図である。

【図８】ポリペプチドヘリックスの構成を示す図であ
る。

【図９】ポリペプチドヘリックスの構成を示す図であ
る。

【図１０】ポリペプチドヘリックスの構成を示す図で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ａ６１Ｋ 38/00 Ａ６１Ｌ 27/00 ＣＡ６１Ｌ 27/00 Ｃ１２Ｐ 21/00 ＣＣ１２Ｎ 15/09 Ａ６１Ｋ 37/02 Ｃ１２Ｐ 21/00 Ｃ１２Ｎ 15/00 Ａ (72)発明者岡田茜愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の親水性アミノ酸と複数の疎水性ア
ミノ酸とが所定の順序で配列した一次構造のもとに、ヘ
リックスの二次構造を形成したポリペプチドであって、前記親水性アミノ酸及び疎水性アミノ酸がそれぞれ前記
ヘリックスの周面上における軸方向沿いに縦列に位置
し、かつ、前記親水性アミノ酸の縦列部分と前記疎水性
アミノ酸の縦列部分とがヘリックスの周面上で交互に形
成されていることを特徴とするポリペプチドヘリック
ス。
【請求項２】複数の酸性アミノ酸と複数の塩基性アミ
ノ酸とが所定の順序で配列した一次構造のもとに、ヘリ
ックスの二次構造を形成したポリペプチドであって、前記酸性アミノ酸及び塩基性アミノ酸がそれぞれ前記ヘ
リックスの周面上における軸方向沿いに縦列に位置し、
かつ、前記酸性アミノ酸の縦列部分と前記塩基性アミノ
酸の縦列部分とがヘリックスの周面上で交互に形成され
ていることを特徴とするポリペプチドヘリックス。
【請求項３】前記ヘリックスの周面が、親水性アミノ
酸の縦列部分と疎水性アミノ酸の縦列部分とによって、
あるいは酸性アミノ酸の縦列部分と塩基性アミノ酸の縦
列部分とによって、４分割されていることを特徴とする
請求項１または２のいずれかに記載のポリペプチドヘリ
ックス。
【請求項４】前記ヘリックスの周面が、親水性アミノ
酸の縦列部分と疎水性アミノ酸の縦列部分とによって、
６分割されていることを特徴とする請求項１または２の
いずれかに記載のポリペプチドヘリックス。
【請求項５】前記ヘリックスの周面が、親水性アミノ
酸の縦列部分と疎水性アミノ酸の縦列部分とによって、
あるいは酸性アミノ酸の縦列部分と塩基性アミノ酸の縦
列部分とによって、８分割されていることを特徴とする
請求項１または２のいずれかに記載のポリペプチドヘリ
ックス。
【請求項６】複数の親水性アミノ酸のみが配列した一
次構造のもとに、ヘリックスの二次構造を形成し、ポリ
ペプチド材料の構成原料として用いられることを特徴と
するポリペプチドヘリックス。
【請求項７】複数の疎水性アミノ酸のみが配列した一
次構造のもとに、ヘリックスの二次構造を形成し、ポリ
ペプチド材料の構成原料として用いられることを特徴と
するポリペプチドヘリックス。
【請求項８】複数の酸性アミノ酸のみが配列した一次
構造のもとに、ヘリックスの二次構造を形成し、ポリペ
プチド材料の構成原料として用いられることを特徴とす
るポリペプチドヘリックス。
【請求項９】複数の塩基性アミノ酸のみが配列した一
次構造のもとに、ヘリックスの二次構造を形成し、ポリ
ペプチド材料の構成原料として用いられることを特徴と
するポリペプチドヘリックス。
【請求項１０】前記ポリペプチドヘリックスを構成す
るアミノ酸の数が１０以上であることを特徴とする請求
項１〜９のいずれかに記載のポリペプチドヘリックス。
【請求項１１】前記ポリペプチドヘリックスがα型ヘ
リックスであることを特徴とする請求項１〜１０のいず
れかに記載のポリペプチドヘリックス。
【請求項１２】請求項１〜１１のいずれかに記載のポ
リペプチドヘリックスの１種または２種以上が、これら
のポリペプチドヘリックス間に働くファンデルワールス
力及び／又は静電親和力により、互いに同一方向に配向
して相互の周面を接触させた状態で、規則的に多数凝集
して結晶構造を形成していることを特徴とするポリペプ
チド材料。
【請求項１３】前記ポリペプチドヘリックスが、請求
項３に記載された、親水性アミノ酸の縦列部分と疎水性
アミノ酸の縦列部分とによって４分割されたものであ
り、かつ、隣接する４個のヘリックスが互いの疎水性ア
ミノ酸の縦列部分を４個のヘリックスを結ぶ対角線上で
対向させる状態で凝集していることを特徴とする請求項
１２に記載のポリペプチド材料。
【請求項１４】前記ポリペプチドヘリックスが、請求
項４に記載された、親水性アミノ酸の縦列部分と疎水性
アミノ酸の縦列部分とによって６分割されたものであ
り、かつ、隣接する３個のヘリックスが互いの親水性ア
ミノ酸の縦列部分又は疎水性アミノ酸の縦列部分を対向
させる状態で凝集していることを特徴とする請求項１２
に記載のポリペプチド材料。
【請求項１５】前記ポリペプチドヘリックスが、請求
項５に記載された、親水性アミノ酸の縦列部分と疎水性
アミノ酸の縦列部分とによって８分割されたものであ
り、かつ、隣接するポリペプチドヘリックス同士が互い
の疎水性アミノ酸の縦列部分を接触させる状態で凝集し
ていることを特徴とする請求項１２に記載のポリペプチ
ド材料。
【請求項１６】前記ポリペプチドヘリックスが請求項
２，３または５のいずれかに記載された酸性アミノ酸と
塩基性アミノ酸とからなるポリペプチドヘリックスであ
り、かつ、隣接するポリペプチドヘリックス同士が一方
の酸性アミノ酸の縦列部分と他方の塩基性アミノ酸の縦
列部分とを互いに接触させる状態で凝集していることを
特徴とする請求項１２に記載のポリペプチド材料。
【請求項１７】前記ポリペプチドヘリックスが請求項
６に記載された親水性アミノ酸のみからなるポリペプチ
ドヘリックスであることを特徴とする請求項１２に記載
のポリペプチド材料。
【請求項１８】前記ポリペプチドヘリックスが請求項
７に記載された疎水性アミノ酸のみからなるポリペプチ
ドヘリックスであることを特徴とする請求項１２に記載
のポリペプチド材料。
【請求項１９】前記ポリペプチドヘリックスが、互い
に等モルの、請求項８に記載された酸性アミノ酸のみか
らなるポリペプチドヘリックス及び請求項９に記載され
た塩基性アミノ酸のみからなるポリペプチドヘリックス
をもって構成され、これら２種類のポリペプチドヘリッ
クスが互い違いに配列して凝集していることを特徴とす
る請求項１２に記載のポリペプチド材料。
【請求項２０】前記ポリペプチド材料が、それを構成
する各ヘリックスが互いに同一方向に配向して相互の周
面を接触させた状態で、規則的に多数凝集した単位層を
持つと共に、この単位層が複数積層してなる多層状の結
晶構造を有することを特徴とする請求項１２〜１９のい
ずれかに記載のポリペプチド材料。
【請求項２１】前記ポリペプチド材料が、それを構成
する各ヘリックスが互いに同一方向に配向して相互の周
面を接触させた状態で、規則的に多数凝集した単位層状
の結晶構造をもって他種の基材上にコーティングされて
いることを特徴とする請求項１２〜１９のいずれかに記
載のポリペプチド材料。
【請求項２２】前記ポリペプチド材料が、それを構成
する各ヘリックスが互いに同一方向に配向して相互の周
面を接触させた状態で、規則的に多数凝集し、かつ各ヘ
リックスの上下端が揃った層状の結晶構造の単一層のみ
からなっていることを特徴とする請求項１２〜１９のい
ずれかに記載のポリペプチド材料。
【請求項２３】請求項１、３、４又は５のいずれかに
記載された親水性アミノ酸と疎水性アミノ酸とからなる
多数のポリペプチドヘリックスを親水性の溶媒中に溶解
させ、これらのポリペプチドヘリックスにおける疎水性
アミノ酸の縦列部分に起因する疎水性相互作用を利用し
て請求項１２又は２０に記載のポリペプチド材料の結晶
構造を形成し、次いで前記溶媒を排除することを特徴と
するポリペプチド材料の製造方法。
【請求項２４】請求項２，３または５のいずれかに記
載された酸性アミノ酸と塩基性アミノ酸とからなる多数
のポリペプチドヘリックスを溶媒中に溶解させ、これら
のポリペプチドヘリックスにおける酸性アミノ酸の縦列
部分と塩基性アミノ酸の縦列部分との静電親和力を利用
して請求項１２又は２０に記載のポリペプチド材料の結
晶構造を形成し、次いで前記溶媒を排除することを特徴
とするポリペプチド材料の製造方法。
【請求項２５】請求項６に記載された親水性アミノ酸
のみからなる多数のポリペプチドヘリックスを疎水性の
溶媒中に溶解させ、これらのポリペプチドヘリックスに
おける親水性相互作用を利用して請求項１２又は２０に
記載のポリペプチド材料の結晶構造を形成し、次いで前
記溶媒を排除することを特徴とするポリペプチド材料の
製造方法。
【請求項２６】請求項７に記載された疎水性アミノ酸
のみからなる多数のポリペプチドヘリックスを親水性の
溶媒中に溶解させ、これらのポリペプチドヘリックスに
おける疎水性相互作用を利用して請求項１２又は２０に
記載のポリペプチド材料の結晶構造を形成し、次いで前
記溶媒を排除することを特徴とするポリペプチド材料の
製造方法。
【請求項２７】請求項８に記載された酸性アミノ酸の
みからなる多数のポリペプチドヘリックスと、請求項９
に記載された塩基性アミノ酸のみからなる多数のポリペ
プチドヘリックスとを、互いに等モルに溶媒中に溶解さ
せ、前記２種類のポリペプチドヘリックスにおける酸性
アミノ酸と塩基性アミノ酸との間の静電親和力を利用し
て請求項１２又は２０に記載のポリペプチド材料の結晶
構造を形成し、次いで前記溶媒を排除することを特徴と
するポリペプチド材料の製造方法。
【請求項２８】請求項１〜１１のいずれかに記載のポ
リペプチドヘリックスであって、その末端アミノ酸の化
学構造中に特定の基材に対する反応性を持つ官能基を備
えさせたもののうち、所定の１又は２種以上のものを用
い、これらのポリペプチドヘリックスを前記基材を配置
した所定の種類の溶媒中に溶解させることにより、請求
項２１に記載のポリペプチド材料の結晶構造を形成し、
次いで前記溶媒を排除することを特徴とするポリペプチ
ド材料の製造方法。
【請求項２９】請求項２８に記載のポリペプチド材料
の製造方法を行った後、更に前記基材を取り去ることに
より請求項２２に記載のポリペプチド材料を製造するこ
とを特徴とするポリペプチド材料の製造方法。
【請求項３０】請求項１２〜２１のいずれかに記載の
ポリペプチド材料を、その構成要素であるポリペプチド
ヘリックスの二次構造及び多数のポリペプチドヘリック
スの結晶構造に基づく双極子モーメントを利用して、非
線形光学材料として用いることを特徴とする非線形光学
材料用ポリペプチド材料。
【請求項３１】請求項１２〜２２に記載のポリペプチ
ド材料を、その構成要素であるポリペプチドヘリックス
の孔が材料全体として同一方向に貫通していることを利
用して、前記ポリペプチドヘリックスの孔径に対応した
サイズの物質の選択的透過を行わせるために用いること
を特徴とする選択的物質透過用ポリペプチド材料。
【請求項３２】請求項１２〜２１に記載のポリペプチ
ド材料を、その構成要素である全てのポリペプチドヘリ
ックスが、酸性化合物の捕捉に適したアミノ基末端ある
いは塩基性化合物の捕捉に適したカルボキシル基末端の
いずれか一方のみを表面に露出させてコーティングされ
る点を利用して、そのまま酸性化合物あるいは塩基性化
合物のセンシングに、若しくは末端のカルボキシル基あ
るいはアミノ基に抗体を結合させて抗原のセンシング
に、若しくは末端のカルボキシル基あるいはアミノ基に
光受容体を結合させて光のセンシングに用いることを特
徴とするセンサー用ポリペプチド材料。
【請求項３３】請求項１２〜２１に記載のポリペプチ
ド材料を、層状の結晶構造を有する点と、アミノ酸から
構成されているために生体適合性を有しているという点
とを利用して、生体適合用コーティング材料として用い
ることを特徴とする生体適合部材用ポリペプチド材料。
【請求項３４】請求項１２〜２０に記載のポリペプチ
ド材料を、高分子の完全結晶であるという点に基づく高
硬度、高靱性を利用して、高強度を要求される部材の構
成材料として用いることを特徴とする高強度部材用ポリ
ペプチド材料。