原発性アミノ基を持つセルロースオリゴマー誘導体で構成される結晶ナノリボンの酵素合成とタンパク質吸着特性

セルロースとその誘導体のin vitro酵素合成は、ユニークな物理化学的および機能的特性を備えた新しいセルロースベースの超分子集合体を製造するための関心の高まりを引き付けました。しかし、それらの潜在的な生物医学的アプリケーションは、設計可能な構造と仕立ての表面機能の有用な特徴にもかかわらず、十分に実証されていません。本明細書では、α-d-グルコースL-リン酸モノマーと2-アミノエチル-β-d-グルコシド原色を使用したセルデキストリンホスホリラーゼ触媒による一次アミノ基を持つセルロースオリゴマー誘導体で構成される結晶ナノリボンの産生を実証した。次に、表面がアミネートしたナノリボンへのタンパク質吸着の基本特性を体系的に調査しました。ナノリボン表面の主要なアミノ基は、マイナス帯電したタンパク質を効果的に引き付けたが、積極的に帯電したタンパク質ではないことがわかった。さらに、ナノリボンが培養細胞に対して明らかな細胞毒性を示さなかったことが実証されました。まとめると、我々の調査結果は、将来の生物医学用途向けのテーラーメイドの機能を備えたセルロースベースの超分子アセンブリの容易な生産のための新しい手段を開きます。

The in vitro enzymatic synthesis of cellulose and its derivatives has attracted growing interest for fabricating novel cellulose-based supramolecular assemblies with unique physicochemical and functional properties. However, their potential biomedical applications have not been sufficiently demonstrated despite their useful features of designable structures and tailor-made surface functionalities. Herein, we demonstrated the production of crystalline nanoribbons composed of cellulose oligomer derivatives with primary amino groups via cellodextrin phosphorylase-catalyzed single-step reactions using α-d-glucose l-phosphate monomers and 2-aminoethyl-β-d-glucoside primers. Then, the fundamental properties of protein adsorption onto the surface-aminated nanoribbons were systematically investigated. It was found that the primary amino groups on the nanoribbon surfaces effectively attracted negatively charged proteins but not positively charged ones. Furthermore, it was demonstrated that the nanoribbons did not show apparent cytotoxicity against cultured cells. Taken together, our findings open a new avenue for the facile production of cellulose-based supramolecular assemblies with tailor-made functionality for future biomedical applications.