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JP7630787B2 - Antimicrobial agents and antimicrobial methods - Google Patents
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JP7630787B2 - Antimicrobial agents and antimicrobial methods - Google Patents

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Description

本発明は、金属イオンを素材表面に付着させることができる自己組織化ペプチドに関する。また本発明は、かかる自己組織化ペプチドと金属イオンを用いた、抗微生物剤及び抗微生物素材、並びに素材の抗微生物化方法に関する。 The present invention relates to a self-assembling peptide that can attach metal ions to the surface of a material. The present invention also relates to an antimicrobial agent and an antimicrobial material that use such a self-assembling peptide and a metal ion, as well as a method for making a material antimicrobial.

ウイルスや細菌等の微生物に対する抗微生物活性を持つ物質として、多くの金属元素が知られている。特許文献1に記載のように、その中でも、特に銀、銅及び亜鉛等の金属元素は、比較的人体に害の少ない金属元素として古くから知られている。そのため、これらの金属元素を原子又はイオンの状態で有効成分として含む抗微生物組成物が数多く開発されてきた。 Many metal elements are known to have antimicrobial activity against microorganisms such as viruses and bacteria. As described in Patent Document 1, among these, metal elements such as silver, copper, and zinc have long been known as metal elements that are relatively harmless to the human body. For this reason, many antimicrobial compositions have been developed that contain these metal elements in the atomic or ionic state as active ingredients.

一方、光の照射、熱への曝露又は染料等の化学物質との反応等によって、重金属イオンは酸化され、主に重金属原子となって凝集し析出することにより、変色やくすみを生じさせることが知られている。この変色やくすみは、製品の外観を損なうだけでなく、重金属イオンに起因する抗微生物活性が析出部分に限局してしまうため望ましくない。特に繊維製品において変色が起きるとその解消は困難であり、繊維製品用の重金属を含む抗微生物組成物の開発においては、重金属による変色を抑制する工夫が特に重要とされてきた。 On the other hand, it is known that heavy metal ions are oxidized by irradiation with light, exposure to heat, or reaction with chemical substances such as dyes, and mainly become heavy metal atoms, which then aggregate and precipitate, causing discoloration and dullness. This discoloration and dullness is not only undesirable because it impairs the appearance of the product, but also because the antimicrobial activity caused by the heavy metal ions is localized to the precipitated areas. In particular, discoloration of textile products is difficult to eliminate, and in the development of antimicrobial compositions containing heavy metals for use in textile products, it has been considered particularly important to find ways to suppress discoloration caused by heavy metals.

これまで、この工夫としていくつかの方法が開発されている。最もよく知られる方法としては、ゼオライト等の特殊な錯体を利用する方法が挙げられる(例えば、特許文献2)。この方法によって、光の照射に伴う変色は大きく改善されるものの、錯体の作製や入手が困難であり、その製造コストが高くなるという問題があった。また、繊維自体を加工して抗微生物活性を付与する方法も知られている。しかし、これらの抗微生物繊維には、製造コストの問題の他にも、繊維の抗微生物活性が一度失われてしまうと、抗菌活性を再び付与することは困難であるという問題があった。 To date, several methods have been developed to achieve this. The most well-known method is to use special complexes such as zeolite (for example, Patent Document 2). Although this method significantly improves discoloration caused by light irradiation, it is difficult to produce and obtain the complexes, and there is a problem in that the production costs are high. There is also a known method of imparting antimicrobial activity by processing the fiber itself. However, in addition to the production cost problem, these antimicrobial fibers have the problem that once the antimicrobial activity of the fiber is lost, it is difficult to impart antimicrobial activity again.

特開2017-133137号公報JP 2017-133137 A 特開2007-223995号公報JP 2007-223995 A

光の照射等の刺激に対して安定的に重金属イオンを均一に分散し、繊維をはじめとする素材に抗微生物活性を付与することができる簡易な手段及び方法が求められてきた。とりわけ、既製の素材に後から繰り返し適用可能な、安定で安価な抗微生物剤の開発が望まれていた。 There has been a demand for simple means and methods for stably dispersing heavy metal ions uniformly in response to stimuli such as exposure to light, and imparting antimicrobial activity to materials such as fibers. In particular, there has been a demand for the development of a stable, inexpensive antimicrobial agent that can be repeatedly applied to existing materials.

本発明者は、自身が有していた自己組織化ペプチドに関する技術を用いて、上記課題の解決を試みた。この自己組織化ペプチド技術は、これまで液体中における金属粒子の分散剤や金属粒子の集合に特定の形態をとらせるための誘電特性に優れた基盤として使用されてきた。自己組織化させたこのペプチドと金属イオンを素材に適用した場合、自己組織化ペプチドを介して、金属イオンが素材表面に均一に保持されるという知見を得た。また、この金属イオンは光の照射後においても析出せずに安定であり、変色も抑制され、さらに、素材表面に保持された金属イオンは強い抗微生物活性を発揮することを見出した。以上の知見により、本発明を完成するに至った。 The inventor attempted to solve the above problem using his own technology related to self-assembling peptides. This self-assembling peptide technology has been used as a dispersant for metal particles in liquids and as a base with excellent dielectric properties for making metal particle aggregates take a specific shape. The inventor discovered that when this self-assembled peptide and metal ions are applied to a material, the metal ions are uniformly held on the surface of the material via the self-assembling peptide. The inventor also discovered that the metal ions are stable and do not precipitate even after irradiation with light, discoloration is suppressed, and the metal ions held on the surface of the material exhibit strong antimicrobial activity. Based on the above findings, the present invention has been completed.

例えば、本発明は以下の実施形態を包含する:
[1]全長が4~30アミノ酸である自己組織化ペプチド及び該ペプチドに結合した金属イオンを含むことを特徴とする抗微生物剤であって、
前記自己組織化ペプチドが、金属イオンに結合可能な少なくとも1個のアミノ酸、少なくとも1個の塩基性アミノ酸、及び少なくとも2個の非極性アミノ酸又は中性アミノ酸を含み、
前記金属イオンに結合可能なアミノ酸の、前記自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2m+a番目として表現され、
前記塩基性アミノ酸の、前記自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2n+1+a番目として表現され、
前記mが、0~15の整数であり、
前記nが、0~14の整数であり、
前記aが、0又は1であり、
前記金属イオンが、抗微生物活性を有する金属イオンを含む、抗微生物剤。
[2]前記自己組織化ペプチドが、βシート構造を形成する、[1]に記載の抗微生物剤。
[3]前記金属イオンが、前記金属イオンのみを適用した場合に比べて、前記金属イオンの凝集が抑制される濃度で適用される、[1]又は[2]に記載の抗微生物剤。
[4]前記抗微生物活性を有する金属イオンが、抗微生物活性を発揮し得る濃度で適用される、[1]~[3]のいずれかに記載の抗微生物剤。
[5]前記金属イオンに結合可能なアミノ酸のモル濃度が、前記抗微生物活性を有する金属イオンと同等のモル濃度で適用される、[1]~[4]のいずれかに記載の抗微生物剤。
[6]前記自己組織化ペプチドの全長が、4~15アミノ酸である、[1]~[5]のいずれかに記載の抗微生物剤。
[7]前記自己組織化ペプチドが、末端に保護基を有する、[1]~[6]のいずれかに記載の抗微生物剤。
[8]前記保護基が、カルバマート系の保護基である、[7]に記載の抗微生物剤。
[9]前記カルバマート系の保護基が、Fmoc基又はBoc基である、[8]に記載の抗微生物剤。
For example, the present invention includes the following embodiments:
[1] An antimicrobial agent comprising a self-assembling peptide having a total length of 4 to 30 amino acids and a metal ion bound to the peptide,
the self-assembling peptide comprises at least one amino acid capable of binding to a metal ion, at least one basic amino acid, and at least two nonpolar or neutral amino acids;
the positions of the amino acids capable of binding to the metal ion from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2m+a;
the positions of the basic amino acids from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2n+1+a;
The m is an integer of 0 to 15,
The n is an integer from 0 to 14,
The a is 0 or 1,
The antimicrobial agent, wherein the metal ion comprises a metal ion having antimicrobial activity.
[2] The antimicrobial agent described in [1], wherein the self-assembling peptide forms a β-sheet structure.
[3] The antimicrobial agent according to [1] or [2], wherein the metal ions are applied at a concentration that inhibits aggregation of the metal ions compared to when only the metal ions are applied.
[4] The antimicrobial agent according to any one of [1] to [3], wherein the metal ion having antimicrobial activity is applied at a concentration capable of exerting antimicrobial activity.
[5] The antimicrobial agent according to any one of [1] to [4], wherein the molar concentration of the amino acid capable of binding to the metal ion is applied at a molar concentration equivalent to that of the metal ion having antimicrobial activity.
[6] The antimicrobial agent according to any one of [1] to [5], wherein the total length of the self-assembling peptide is 4 to 15 amino acids.
[7] The antimicrobial agent according to any one of [1] to [6], wherein the self-assembling peptide has a protecting group at its terminal.
[8] The antimicrobial agent according to [7], wherein the protecting group is a carbamate-based protecting group.
[9] The antimicrobial agent according to [8], wherein the carbamate-based protecting group is an Fmoc group or a Boc group.

[10]前記金属イオンに結合可能なアミノ酸が、全て、前記自己組織化ペプチドのC末端から奇数番目に位置する、[1]~[9]のいずれかに記載の抗微生物剤。
[11]前記金属イオンに結合可能なアミノ酸が、システイン、ヒスチジン、リシン、アスパラギン酸及びグルタミン酸からなる群から選択されるアミノ酸を少なくとも1種類含む、[1]~[10]のいずれかに記載の抗微生物剤。
[12]前記塩基性アミノ酸が、リシンを含む、[1]~[11]のいずれかに記載の抗微生物剤。
[12-2]前記非極性アミノ酸又は中性アミノ酸が、バリン、イソロイシン、ロイシン、チロシン、トリプトファン、グルタミン及びセリンからなる群から選択されるアミノ酸を少なくとも1種類含む、[1]~[11]のいずれかに記載の抗微生物剤。
[12-3]前記自己組織化ペプチドが、前記金属イオンに結合可能なアミノ酸と、前記塩基性アミノ酸との間に、少なくとも2個の非極性アミノ酸又は中性アミノ酸を含む、[1]~[12]のいずれかに記載の抗微生物剤。
[13]前記自己組織化ペプチドが、少なくとも2個のバリンが連続した配列を含む、[1]~[12]のいずれかに記載の抗微生物剤。
[14]前記自己組織化ペプチドが、Val-Lys-Val-Val-Cys(配列番号9)に記載の配列を含む、[1]~[13]のいずれかに記載の抗微生物剤。
[15]前記金属イオンが、銀イオン、銅イオン、亜鉛イオン、コバルトイオン、ニッケルイオン、鉛イオン、アルミニウムイオン、水銀イオン、ビスマスイオン、カドミウムイオン及びクロムイオンからなる群から選択される金属イオンを少なくとも1種類含む、[1]~[14]のいずれかに記載の抗微生物剤。
[16]素材表面に適用される、[1]~[15]のいずれかに記載の抗微生物剤。
[17]前記素材が、有機素材である、[1]~[16]のいずれかに記載の抗微生物剤。
[18]前記有機素材が、繊維からなる素材である、[17]に記載の抗微生物剤。
[19]前記微生物が、ウイルス、細菌又は真菌である、[1]~[18]のいずれかに記載の抗微生物剤。
[20][1]~[19]のいずれかに記載の抗微生物剤を有効成分として含む抗微生物組成物。
[10] The antimicrobial agent according to any one of [1] to [9], wherein all of the amino acids capable of binding to metal ions are located at odd-numbered positions from the C-terminus of the self-assembling peptide.
[11] The antimicrobial agent according to any one of [1] to [10], wherein the amino acid capable of binding to a metal ion includes at least one type of amino acid selected from the group consisting of cysteine, histidine, lysine, aspartic acid, and glutamic acid.
[12] The antimicrobial agent according to any one of [1] to [11], wherein the basic amino acid includes lysine.
[12-2] The antimicrobial agent according to any one of [1] to [11], wherein the nonpolar amino acid or neutral amino acid comprises at least one amino acid selected from the group consisting of valine, isoleucine, leucine, tyrosine, tryptophan, glutamine and serine.
[12-3] The antimicrobial agent according to any one of [1] to [12], wherein the self-assembling peptide contains at least two nonpolar amino acids or neutral amino acids between the amino acid capable of binding to the metal ion and the basic amino acid.
[13] The antimicrobial agent according to any one of [1] to [12], wherein the self-assembling peptide comprises a sequence of at least two consecutive valines.
[14] The antimicrobial agent according to any one of [1] to [13], wherein the self-assembling peptide comprises the sequence set forth in Val-Lys-Val-Val-Cys (SEQ ID NO: 9).
[15] The antimicrobial agent according to any one of [1] to [14], wherein the metal ion comprises at least one type of metal ion selected from the group consisting of silver ion, copper ion, zinc ion, cobalt ion, nickel ion, lead ion, aluminum ion, mercury ion, bismuth ion, cadmium ion, and chromium ion.
[16] The antimicrobial agent according to any one of [1] to [15], which is applied to a surface of a material.
[17] The antimicrobial agent according to any one of [1] to [16], wherein the material is an organic material.
[18] The antimicrobial agent according to [17], wherein the organic material is a fibrous material.
[19] The antimicrobial agent according to any one of [1] to [18], wherein the microorganism is a virus, a bacterium or a fungus.
[20] An antimicrobial composition comprising the antimicrobial agent according to any one of [1] to [19] as an active ingredient.

[21]全長が4~30アミノ酸である自己組織化ペプチドと、抗微生物活性を有する金属イオンとを含むことを特徴とする抗微生物キットであって、
前記自己組織化ペプチドが、金属イオンに結合可能な少なくとも1個のアミノ酸、少なくとも1個の塩基性アミノ酸、及び少なくとも2個の非極性アミノ酸又は中性アミノ酸を含み、
前記金属イオンに結合可能なアミノ酸の、前記自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2m+a番目として表現され、
前記塩基性アミノ酸の、前記自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2n+1+a番目として表現され、
前記mが、0~15の整数であり、
前記nが、0~14の整数であり、
前記aが、0又は1である、抗微生物キット。
[21-2]前記金属イオンが、銀イオン、銅イオン、亜鉛イオン、コバルトイオン、ニッケルイオン、鉛イオン、アルミニウムイオン、水銀イオン、ビスマスイオン、カドミウムイオン及びクロムイオンからなる群から選択される金属イオンを少なくとも1種類含む、[21]に記載の抗微生物キット。
[21-3]素材表面に適用される、[21]に記載の抗微生物キット。
[22]前記自己組織化ペプチドが、βシート構造を形成する、[21]に記載の抗微生物キット。
[23]前記金属イオンが、前記金属イオンのみを適用した場合に比べて、前記金属イオンの凝集が抑制される濃度で適用される、[21]又は[22]に記載の抗微生物キット。
[24]前記抗微生物活性を有する金属イオンが、抗微生物活性を発揮し得る濃度で適用される、[21]~[23]のいずれかに記載の抗微生物キット。
[21] An antimicrobial kit comprising a self-assembling peptide having a total length of 4 to 30 amino acids and a metal ion having antimicrobial activity,
the self-assembling peptide comprises at least one amino acid capable of binding to a metal ion, at least one basic amino acid, and at least two nonpolar or neutral amino acids;
the positions of the amino acids capable of binding to the metal ion from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2m+a;
the positions of the basic amino acids from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2n+1+a;
The m is an integer of 0 to 15,
The n is an integer from 0 to 14,
An antimicrobial kit, wherein a is 0 or 1.
[21-2] The antimicrobial kit according to [21], wherein the metal ion includes at least one type of metal ion selected from the group consisting of silver ions, copper ions, zinc ions, cobalt ions, nickel ions, lead ions, aluminum ions, mercury ions, bismuth ions, cadmium ions, and chromium ions.
[21-3] An antimicrobial kit according to [21], which is applied to a surface of a material.
[22] The antimicrobial kit according to [21], wherein the self-assembling peptide forms a β-sheet structure.
[23] The antimicrobial kit according to [21] or [22], wherein the metal ion is applied at a concentration that inhibits aggregation of the metal ion compared to application of the metal ion alone.
[24] The antimicrobial kit according to any one of [21] to [23], wherein the metal ion having antimicrobial activity is applied at a concentration capable of exerting antimicrobial activity.

[25]全長が4~30アミノ酸である自己組織化ペプチド及び該ペプチドに結合した金属イオンが適用された抗微生物素材であって、
前記自己組織化ペプチドが、金属イオンに結合可能な少なくとも1個のアミノ酸、少なくとも1個の塩基性アミノ酸、及び少なくとも2個の非極性アミノ酸又は中性アミノ酸を含み、
前記金属イオンに結合可能なアミノ酸の、前記自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2m+a番目として表現され、
前記塩基性アミノ酸の、前記自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2n+1+a番目として表現され、
前記mが、0~15の整数であり、
前記nが、0~14の整数であり、
前記aが、0又は1であり、
前記自己組織化ペプチドによりβシート構造が形成され、
前記金属イオンが、抗微生物活性を有する金属イオンを含み、
前記金属イオンが、前記βシート構造上に配置されている、抗微生物素材。
[25-1]前記素材が、繊維からなる素材である、[25]に記載の抗微生物素材。
[26]前記金属イオンのみを適用した場合に比べて、前記金属イオンの凝集が抑制されている、[25]に記載の抗微生物素材。
[25] An antimicrobial material comprising a self-assembling peptide having a total length of 4 to 30 amino acids and a metal ion bound to the peptide,
the self-assembling peptide comprises at least one amino acid capable of binding to a metal ion, at least one basic amino acid, and at least two nonpolar or neutral amino acids;
the positions of the amino acids capable of binding to the metal ion from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2m+a;
the positions of the basic amino acids from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2n+1+a;
The m is an integer of 0 to 15,
The n is an integer from 0 to 14,
The a is 0 or 1,
the self-assembling peptide forms a β-sheet structure;
the metal ions include metal ions having antimicrobial activity;
The metal ions are arranged on the β-sheet structure.
[25-1] The antimicrobial material according to [25], wherein the material is a material made of fibers.
[26] The antimicrobial material according to [25], in which aggregation of the metal ions is suppressed compared to when only the metal ions are applied.

[27]素材の抗微生物化方法であって、
前記素材に自己組織化ペプチド溶液を添加する工程、
前記素材に、抗微生物活性を有する金属イオンを添加する工程、及び
前記素材を乾燥させる工程
を含み、
前記自己組織化ペプチドの全長が、4~30アミノ酸であり、
前記自己組織化ペプチドが、金属イオンに結合可能な少なくとも1個のアミノ酸、少なくとも1個の塩基性アミノ酸、及び少なくとも2個の非極性アミノ酸又は中性アミノ酸を含み、
前記金属イオンに結合可能なアミノ酸の、前記自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2m+a番目として表現され、
前記塩基性アミノ酸の、前記自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2n+1+a番目として表現され、
前記mが、0~15の整数であり、
前記nが、0~14の整数であり、
前記aが、0又は1である、方法。
[28]前記自己組織化ペプチドが、βシート構造を形成する、[27]に記載の抗微生物化方法。
[29]前記金属イオンが、前記金属イオンのみを適用した場合に比べて、前記金属イオンの凝集が抑制される濃度で適用される、[27]又は[28]に記載の抗微生物化方法。
[30]前記素材に金属イオンを添加する工程が、前記素材に自己組織化ペプチドを添加する工程と同時に、又は後に行われる、[27]~[29]のいずれかに記載の抗微生物化方法。
[31]前記素材に金属イオンを添加する工程が、前記素材が湿潤な状態で行われる、[27]~[30]のいずれかに記載の抗微生物化方法。
[31-1]前記素材に自己組織化ペプチド溶液を添加する工程及び前記素材に金属イオンを添加する工程が、自己組織化ペプチド溶液と金属イオンを混合してから行われる、[27]~[30]のいずれかに記載の抗微生物化方法。
[32]前記素材に金属イオンを添加する工程が、前記素材に自己組織化ペプチド溶液を添加する工程の後、自己組織化ペプチド溶液が乾燥する前までに行われる、[27]~[30]のいずれかに記載の抗微生物化方法。
[27] A method for making a material antimicrobial, comprising the steps of:
adding a self-assembling peptide solution to the material;
adding metal ions having antimicrobial activity to the material; and drying the material,
the total length of the self-assembling peptide is 4 to 30 amino acids;
the self-assembling peptide comprises at least one amino acid capable of binding to a metal ion, at least one basic amino acid, and at least two nonpolar or neutral amino acids;
the positions of the amino acids capable of binding to the metal ion from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2m+a;
the positions of the basic amino acids from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2n+1+a;
The m is an integer of 0 to 15,
The n is an integer from 0 to 14,
The method, wherein a is 0 or 1.
[28] The antimicrobial method described in [27], wherein the self-assembling peptide forms a β-sheet structure.
[29] The antimicrobial method according to [27] or [28], wherein the metal ions are applied at a concentration that inhibits aggregation of the metal ions compared to the case where only the metal ions are applied.
[30] The antimicrobial method according to any one of [27] to [29], wherein the step of adding metal ions to the material is carried out simultaneously with or after the step of adding a self-assembling peptide to the material.
[31] The antimicrobial method according to any one of [27] to [30], wherein the step of adding metal ions to the material is carried out while the material is in a wet state.
[31-1] The antimicrobial method according to any of [27] to [30], wherein the step of adding a self-assembling peptide solution to the material and the step of adding a metal ion to the material are carried out after mixing the self-assembling peptide solution with the metal ion.
[32] The antimicrobial method according to any one of [27] to [30], wherein the step of adding metal ions to the material is carried out after the step of adding a self-assembling peptide solution to the material and before the self-assembling peptide solution is dried.

[33]抗微生物素材の製造方法であって、
前記素材に自己組織化ペプチド溶液を添加する工程、
前記素材に、抗微生物活性を有する金属イオンを添加する工程、及び
前記素材を乾燥させる工程
を含み、
前記自己組織化ペプチドの全長が、4~30アミノ酸であり、
前記自己組織化ペプチドが、金属イオンに結合可能な少なくとも1個のアミノ酸、少なくとも1個の塩基性アミノ酸、及び少なくとも2個の非極性アミノ酸又は中性アミノ酸を含み、
前記金属イオンに結合可能なアミノ酸の、前記自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2m+a番目として表現され、
前記塩基性アミノ酸の、前記自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2n+1+a番目として表現され、
前記mが、0~15の整数であり、
前記nが、0~14の整数であり、
前記aが、0又は1である、方法。
[33] A method for producing an antimicrobial material, comprising the steps of:
adding a self-assembling peptide solution to the material;
adding metal ions having antimicrobial activity to the material; and drying the material,
the total length of the self-assembling peptide is 4 to 30 amino acids;
the self-assembling peptide comprises at least one amino acid capable of binding to a metal ion, at least one basic amino acid, and at least two nonpolar or neutral amino acids;
the positions of the amino acids capable of binding to the metal ion from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2m+a;
the positions of the basic amino acids from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2n+1+a;
The m is an integer of 0 to 15,
The n is an integer from 0 to 14,
The method, wherein a is 0 or 1.

[34]全長が4~30アミノ酸である自己組織化ペプチドを含む金属イオン付着用組成物であって、
前記自己組織化ペプチドが、金属イオンに結合可能な少なくとも1個のアミノ酸、少なくとも1個の塩基性アミノ酸、及び少なくとも2個の非極性アミノ酸又は中性アミノ酸を含み、
前記金属イオンに結合可能なアミノ酸の、前記自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2m+a番目として表現され、
前記塩基性アミノ酸の、前記自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2n+1+a番目として表現され、
前記mが、0~15の整数であり、
前記nが、0~14の整数であり、
前記aが、0又は1であり、
有機素材に適用される、組成物。
[35]前記自己組織化ペプチドが、βシート構造形成能を有する、[34]に記載の金属イオン付着用組成物。
[36]前記自己組織化ペプチドが、前記有機素材に適用された際に、前記金属イオンに結合可能なアミノ酸が分散して存在するような構造である、[34]又は[35]に記載の金属イオン付着用組成物。
[37]前記有機素材の表面に適用される、[34]~[36]のいずれかに記載の金属イオン付着用組成物。
[38]前記金属イオンが、抗微生物活性を有する金属イオンを含む、[34]~[37]のいずれかに記載の金属イオン付着用組成物。
[34] A composition for attaching metal ions, comprising a self-assembling peptide having a total length of 4 to 30 amino acids,
the self-assembling peptide comprises at least one amino acid capable of binding to a metal ion, at least one basic amino acid, and at least two nonpolar or neutral amino acids;
the positions of the amino acids capable of binding to the metal ion from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2m+a;
the positions of the basic amino acids from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2n+1+a;
The m is an integer of 0 to 15,
The n is an integer from 0 to 14,
The a is 0 or 1,
A composition applied to organic materials.
[35] The composition for attaching metal ions according to [34], wherein the self-assembling peptide has the ability to form a β-sheet structure.
[36] A composition for attaching metal ions described in [34] or [35], wherein the self-assembling peptide has a structure such that, when applied to the organic material, amino acids capable of binding to the metal ions are present in a dispersed state.
[37] A composition for attaching metal ions according to any one of [34] to [36], which is applied to a surface of the organic material.
[38] The composition for attaching metal ions according to any one of [34] to [37], wherein the metal ions include metal ions having antimicrobial activity.

[39]金属イオンが結合している自己組織化ペプチドであって、
前記自己組織化ペプチドの全長が4~30アミノ酸であり、
前記自己組織化ペプチドが、金属イオンに結合可能な少なくとも1個のアミノ酸、少なくとも1個の塩基性アミノ酸、及び少なくとも2個の非極性アミノ酸又は中性アミノ酸を含み、
前記金属イオンに結合可能なアミノ酸の、前記自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2m+a番目として表現され、
前記塩基性アミノ酸の、前記自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2n+1+a番目として表現され、
前記mが、0~15の整数であり、
前記nが、0~14の整数であり、
前記aが、0又は1である、自己組織化ペプチド。
[39] A self-assembling peptide having a metal ion bound thereto,
the total length of the self-assembling peptide is 4 to 30 amino acids;
the self-assembling peptide comprises at least one amino acid capable of binding to a metal ion, at least one basic amino acid, and at least two nonpolar or neutral amino acids;
the positions of the amino acids capable of binding to the metal ion from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2m+a;
the positions of the basic amino acids from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2n+1+a;
The m is an integer of 0 to 15,
The n is an integer from 0 to 14,
The self-assembling peptide, wherein a is 0 or 1.

本発明に係る抗微生物剤、抗微生物キット及び抗微生物化方法により、容易に、かつ光等の刺激によって変色しにくい状態で素材を抗微生物化することができる。さらに、本発明に係る抗微生物素材により、素材上の微生物の増殖を抑制することができる。 The antimicrobial agent, antimicrobial kit, and antimicrobial method of the present invention can easily render a material antimicrobial in a state in which it is less likely to discolor due to stimuli such as light. Furthermore, the antimicrobial material of the present invention can inhibit the growth of microorganisms on the material.

合成した自己組織化ペプチドのフーリエ変換赤外分光(FT-IR)による赤外線透過スペクトルを示す。破線の矩形はαヘリックス構造の形成を示す波数領域を、実線の矩形はβシート構造の形成を示す波数領域を示す。The infrared transmission spectrum of the synthesized self-assembling peptide by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). The dashed rectangle indicates the wave number region showing the formation of an α-helical structure, and the solid rectangle indicates the wave number region showing the formation of a β-sheet structure. 自己組織化ペプチドと銀の複合体の透過型電子顕微鏡(TEM)写真を示す。A:弱拡大像、B:強拡大像。Transmission electron microscope (TEM) images of the self-assembling peptide-silver complex. A: Low magnification image, B: High magnification image. 銀を添加したシルク布の表面の走査電子顕微鏡(SEM)写真を示す。A:自己組織化ペプチド不使用時、B:自己組織化ペプチド使用時。Scanning electron microscope (SEM) images of the surface of silver-doped silk fabric, A: without self-assembling peptide, B: with self-assembling peptide. 銀を添加したシルク布の表面のエネルギー分散型X線(EDX)分析装置により得られた写真を示す。A:自己組織化ペプチド不使用時の硫黄元素(S)、B:自己組織化ペプチド使用時の硫黄元素(S)、C:自己組織化ペプチド不使用時の銀元素(Ag)、D:自己組織化ペプチド使用時の銀元素(Ag)。The images are taken by an energy dispersive X-ray (EDX) analyzer of the surface of silver-added silk fabric. A: elemental sulfur (S) without the self-assembling peptide, B: elemental sulfur (S) with the self-assembling peptide, C: elemental silver (Ag) without the self-assembling peptide, D: elemental silver (Ag) with the self-assembling peptide. 銀を添加したシルク布の写真を示す。A:自己組織化ペプチド不使用時、B:自己組織化ペプチド使用時。Photographs of silver-doped silk fabric are shown: A: without self-assembling peptide, B: with self-assembling peptide. 銀を添加したシルク布の殺菌作用の評価において得られた細菌培養培地の写真を示す。A:自己組織化ペプチド不使用時、B:自己組織化ペプチド使用時。Photographs of bacterial culture media obtained in the evaluation of the bactericidal activity of silver-added silk fabric are shown, A: without the self-assembling peptide, B: with the self-assembling peptide.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、特に金属イオンの抗微生物活性を利用した抗微生物剤、抗微生物キット、抗微生物素材、及び抗微生物方法に関する。本発明では、金属イオンを素材に適用する際、自己組織化ペプチドを利用することにより、素材表面に分散して安定的に金属イオンを保持させることができ、その結果、光等の刺激によって変色しにくい状態で素材に金属イオンが有する特性、例えば抗微生物活性を付与できる。
The present invention will be described in detail below.
The present invention particularly relates to an antimicrobial agent, an antimicrobial kit, an antimicrobial material, and an antimicrobial method that utilize the antimicrobial activity of a metal ion. In the present invention, when a metal ion is applied to a material, a self-assembling peptide is used, whereby the metal ion can be dispersed on the surface of the material and stably held thereon, and as a result, the properties of the metal ion, such as antimicrobial activity, can be imparted to the material in a state in which it is less likely to discolor due to stimuli such as light.

なお、本発明において「抗微生物」又は「抗微生物活性」とは、微生物の生育、活動、成長又は増殖を抑制すること、また場合により、微生物の付着を抑制すること、微生物の生育の結果生じる現象を抑制することを意味する。したがって、抗微生物活性には、抗ウイルス活性、抗菌活性、滅菌活性、殺菌活性、消毒活性、静菌活性、除菌活性、抗カビ活性及び防カビ活性をいずれも包含する。本発明では、抗微生物活性によって微生物が完全に死滅する必要はない。また微生物の生育の結果生じる現象には、例えば、有害物質の発生、においの発生、素材の劣化、腐敗等が含まれる。したがって、抗微生物活性には、防臭活性、防腐活性、耐劣化活性等も含まれる。本発明において、ある物が「抗微生物活性を有する」とは、その物に抗微生物活性が備わっていることを意味する。したがって、その物が抗微生物活性を奏することを目的とした物か否かは問わず、その物が微生物にさらされた場合に、抗微生物活性を発揮すればよい。 In the present invention, "antimicrobial" or "antimicrobial activity" means to inhibit the growth, activity, growth or proliferation of microorganisms, and in some cases to inhibit the adhesion of microorganisms and to inhibit phenomena resulting from the growth of microorganisms. Therefore, antimicrobial activity includes antiviral activity, antibacterial activity, sterilizing activity, bactericidal activity, disinfecting activity, bacteriostatic activity, disinfecting activity, antifungal activity and antifungal activity. In the present invention, it is not necessary for microorganisms to be completely killed by antimicrobial activity. Furthermore, phenomena resulting from the growth of microorganisms include, for example, the generation of harmful substances, the generation of odors, deterioration of materials, decay, etc. Therefore, antimicrobial activity also includes deodorizing activity, preservative activity, and deterioration resistance activity. In the present invention, when an object "has antimicrobial activity," it means that the object has antimicrobial activity. Therefore, it does not matter whether the object is intended to exhibit antimicrobial activity or not, as long as the object exhibits antimicrobial activity when exposed to microorganisms.

微生物には、例えば、ウイルス(例えば、病原性ウイルス、ファージ等)、原核生物(例えば、細菌及び古細菌等)、単細胞真核生物(例えば、真菌及び原虫等)、細胞群体(例えば、菌糸を形成する真菌及び地衣類等)、並びにその一部(例えば、胞子等)が含まれる。 Microorganisms include, for example, viruses (e.g., pathogenic viruses, phages, etc.), prokaryotes (e.g., bacteria and archaea, etc.), unicellular eukaryotes (e.g., fungi and protozoa, etc.), cell colonies (e.g., hyphae-forming fungi and lichens, etc.), and parts thereof (e.g., spores, etc.).

好ましい細菌としては、例えば、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)を含むブドウ球菌(Staphylococcus)属細菌等のグラム陽性細菌や、大腸菌(Escherichia coli)等のグラム陰性細菌等が挙げられる。好ましい真菌としては、例えば、酵母類真菌やカビ類真菌が挙げられる。 Preferred bacteria include, for example, gram-positive bacteria such as Staphylococcus bacteria including Staphylococcus aureus, and gram-negative bacteria such as Escherichia coli. Preferred fungi include, for example, yeast fungi and mold fungi.

本発明では、自己組織化ペプチドを使用する。ここで「自己組織化」とは、時間と共に、自律的に立体構造を形成することをいい、「自己組織化ペプチド」とは、特定の条件下で自己組織化するペプチドをいう。特定の条件とは、自己組織化が起きる環境、反応時間、及び場合によっては自己組織化に必要な刺激を含む。 In the present invention, a self-assembling peptide is used. Here, "self-assembly" refers to the autonomous formation of a three-dimensional structure over time, and a "self-assembling peptide" refers to a peptide that self-assembles under specific conditions. The specific conditions include the environment in which self-assembly occurs, the reaction time, and, in some cases, the stimulus required for self-assembly.

環境は、液体中であればよく、この液体の特性、例えば、物理学的特性(粘度、融点及び沸点等)並びに化学的特性(pH、組成及び極性等)は、自己組織化及び形成された構造の安定性に悪影響を及ぼさない限り特に限定されない。好ましい液体は、具体的には、例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール及びブタノール等の低級(例えば、炭素数が1~4である)アルコール、酢酸エチルエステル等の低級アルキルエステル、エチレングリコール、ブチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリン等のグリコール類、その他アセトン、酢酸等の極性溶媒、これらから選択される2つ以上の溶媒の混合物、並びに他の溶質を含有する溶液が挙げられる。 The environment may be a liquid, and the properties of the liquid, such as physical properties (viscosity, melting point, boiling point, etc.) and chemical properties (pH, composition, polarity, etc.), are not particularly limited as long as they do not adversely affect the self-organization and the stability of the formed structure. Specific examples of preferred liquids include water, lower alcohols (e.g., having 1 to 4 carbon atoms) such as methanol, ethanol, propanol, and butanol, lower alkyl esters such as ethyl acetate, glycols such as ethylene glycol, butylene glycol, propylene glycol, and glycerin, other polar solvents such as acetone and acetic acid, mixtures of two or more solvents selected from these, and solutions containing other solutes.

反応時間も、特に限定されない。好ましくは、ペプチドが自己組織化するのに充分な時間である。自己組織化は、自己組織化ペプチドが素材に適用されるまでに起きればよく、後述するような抗微生物活性を有する金属イオンとの接触までに完了している必要はない。立体構造の形成は、正確には、透過型電子顕微鏡での観察や、赤外線透過スペクトルの取得によって解析することができるが、液体の粘度の上昇等によって肉眼で判断してもよい。具体的な反応時間は、例えば、5日以上、6日以上、7日以上、8日以上、9日以上又は10日以上であればよい。 The reaction time is not particularly limited. It is preferably a time sufficient for the peptide to self-assemble. Self-assembly only needs to occur before the self-assembling peptide is applied to the material, and does not need to be completed before contact with metal ions having antimicrobial activity as described below. The formation of a three-dimensional structure can be analyzed precisely by observation with a transmission electron microscope or by obtaining an infrared transmission spectrum, but it may also be judged with the naked eye by an increase in the viscosity of the liquid. The specific reaction time may be, for example, 5 days or more, 6 days or more, 7 days or more, 8 days or more, 9 days or more, or 10 days or more.

任意選択で、特定の刺激を加えることによって自己組織化の進行を調節してもよい。刺激には、例えば、温度等の熱力学的刺激及び混和等の力学的刺激等を含む物理学的刺激、pHの変化及び特定の物質の添加等を含む化学的刺激、並びにその組み合わせが含まれるが、特に限定されない。 Optionally, the progress of self-organization may be regulated by applying a specific stimulus. Examples of stimuli include, but are not limited to, physical stimuli, including thermodynamic stimuli such as temperature and mechanical stimuli such as mixing, chemical stimuli, including changes in pH and the addition of specific substances, and combinations thereof.

自己組織化ペプチドが形成する立体構造は、高次構造であれば限定されないが、好ましくは平面に近い構造であり、より好ましくはβシート構造を含む構造である。
βシート構造は、主に疎水性相互作用によって互いに平行に近接した2つのペプチド鎖間において、一方のペプチド鎖の主鎖のN-H部と、他方のペプチド鎖の主鎖のC=O部との間で水素結合が形成されることによって形成される。上述の2つのペプチド鎖は、ターン構造やループ構造によって連結された同一分子のペプチドに属していてもよいが、βシート構造は、好ましくは、分子間で形成される。自己組織化ペプチドが形成するβシート構造は、平行βシート構造及び逆平行βシート構造のいずれを含んでもよく、また、それらの組み合わせでもよい。また、形成されたβシート構造は、全体としてひだを有していてもよく、また、複数のβシート構造が層状に積層していてもよい。
The three-dimensional structure formed by the self-assembling peptide is not limited as long as it is a higher-order structure, but is preferably a nearly planar structure, and more preferably a structure including a β-sheet structure.
A β-sheet structure is formed by forming hydrogen bonds between two peptide chains that are parallel and close to each other mainly due to hydrophobic interactions, between the NH part of the main chain of one peptide chain and the C=O part of the main chain of the other peptide chain. The two peptide chains may belong to the same molecule of peptides linked by a turn structure or a loop structure, but the β-sheet structure is preferably formed between molecules. The β-sheet structure formed by the self-assembling peptide may include either a parallel β-sheet structure or an antiparallel β-sheet structure, or may be a combination thereof. The formed β-sheet structure may have folds as a whole, or a plurality of β-sheet structures may be stacked in layers.

自己組織化ペプチドにより形成される立体構造は、その全体がβシート構造である必要はなく、例えば、その50%以上、60%以上、70%以上、80%以上又は90%以上がβシート構造によって占められていればよい。また、全ての自己組織化ペプチドが単一の立体構造を形成する必要はなく、いくつかの立体構造の集合体であってもよいし、単独で存在するペプチドがあってもよい。例えば、自己組織化ペプチドのうち、その50%以上、60%以上、70%以上、80%以上又は90%以上が立体構造の形成に寄与していればよい。 The three-dimensional structure formed by the self-assembling peptide does not need to be entirely β-sheet structure, but may be, for example, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, or 90% or more of the structure being β-sheet structure. In addition, it is not necessary for all the self-assembling peptides to form a single three-dimensional structure, but may be an aggregate of several three-dimensional structures, or some peptides may exist alone. For example, it is sufficient that 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, or 90% or more of the self-assembling peptides contribute to the formation of the three-dimensional structure.

自己組織化ペプチドは、立体構造を形成した際に、その面上に金属イオンが分散して結合可能であることを特徴とする。すなわち、金属イオンは、自己組織化ペプチドのβシート構造上に配置されることになる。したがって、自己組織化ペプチドが素材に適用された際に、金属イオンに結合可能なアミノ酸は、素材における自己組織化ペプチドのβシート構造上に分散して存在する。 A self-assembling peptide is characterized in that when it forms a three-dimensional structure, metal ions are dispersed on its surface and can bind to it. In other words, the metal ions are arranged on the β-sheet structure of the self-assembling peptide. Therefore, when the self-assembling peptide is applied to a material, the amino acids capable of binding to metal ions are dispersed on the β-sheet structure of the self-assembling peptide in the material.

自己組織化ペプチドは、全長が4~30アミノ酸のペプチドである。例えば、上限が30アミノ酸以下、25アミノ酸以下、20アミノ酸以下、19アミノ酸以下、18アミノ酸以下、17アミノ酸以下、16アミノ酸以下、15アミノ酸以下、14アミノ酸以下、13アミノ酸以下、12アミノ酸以下、11アミノ酸以下、10アミノ酸以下、9アミノ酸以下、8アミノ酸以下、又は7アミノ酸以下であり、下限は、4アミノ酸以上、又は5アミノ酸以上である。好ましい実施形態において、自己組織化ペプチドは、全長が4~15アミノ酸のペプチドである。 The self-assembling peptide is a peptide with a total length of 4 to 30 amino acids. For example, the upper limit is 30 amino acids or less, 25 amino acids or less, 20 amino acids or less, 19 amino acids or less, 18 amino acids or less, 17 amino acids or less, 16 amino acids or less, 15 amino acids or less, 14 amino acids or less, 13 amino acids or less, 12 amino acids or less, 11 amino acids or less, 10 amino acids or less, 9 amino acids or less, 8 amino acids or less, or 7 amino acids or less, and the lower limit is 4 amino acids or more, or 5 amino acids or more. In a preferred embodiment, the self-assembling peptide is a peptide with a total length of 4 to 15 amino acids.

自己組織化ペプチドを構成するアミノ酸として、20種類の標準的なアミノ酸、及びその立体異性体を使用することができるが、自己組織化を阻害しない程度に任意の官能基が修飾された修飾アミノ酸が含まれていてもよい。修飾アミノ酸は天然のものでも、人工のものでもよい。ペプチドの修飾としては、N末端のアミノ基のアセチル化やC末端のカルボキシル基をアミド化等が挙げられるが、特に限定されない。βシート構造の形成を阻害しないようにするため、主鎖のN-H部及びC=O部は修飾されないか、修飾後も同じ位置に同様の電荷を有するものが好ましい。 As the amino acids constituting the self-assembling peptide, 20 types of standard amino acids and their stereoisomers can be used, but modified amino acids in which any functional group has been modified to the extent that self-assembly is not inhibited may also be included. The modified amino acids may be natural or artificial. Modifications of the peptide include, but are not limited to, acetylation of the amino group at the N-terminus and amidation of the carboxyl group at the C-terminus. In order not to inhibit the formation of a β-sheet structure, it is preferable that the N-H and C=O parts of the main chain are not modified or have similar charges at the same positions even after modification.

自己組織化ペプチドの末端には、検出、合成、又は精製等の過程において有用な標識、修飾若しくは保護基、糖化合物、脂質化合物、又はその他の化合物等が結合していてもよい。 The termini of the self-assembling peptide may be bound to a label, modification or protecting group, sugar compound, lipid compound, or other compound that is useful in processes such as detection, synthesis, or purification.

自己組織化ペプチドは、金属イオンに結合可能な少なくとも1個のアミノ酸、少なくとも1個の塩基性アミノ酸、及び少なくとも2個の非極性アミノ酸又は中性アミノ酸を特定の配置で含む。 The self-assembling peptide contains at least one amino acid capable of binding to a metal ion, at least one basic amino acid, and at least two nonpolar or neutral amino acids in a specific arrangement.

金属イオンに結合可能なアミノ酸とは、金属(好ましくは抗微生物活性を有する金属)、そのイオン及び/又は金属塩と結合することができるアミノ酸を指し、例えば、システイン(Cys/C)、ヒスチジン(His/H)、アスパラギン酸(Asp/D)、グルタミン酸(Glu/E)及びリシン(Lys/K)等が挙げられる。いずれのアミノ酸が金属イオンに結合可能か否かは、当技術分野で知られており、また当業者であれば慣用の方法を使用して確認することができる。 An amino acid capable of binding to a metal ion refers to an amino acid capable of binding to a metal (preferably a metal having antimicrobial activity), its ion, and/or a metal salt, and examples thereof include cysteine (Cys/C), histidine (His/H), aspartic acid (Asp/D), glutamic acid (Glu/E), and lysine (Lys/K). Whether or not an amino acid is capable of binding to a metal ion is known in the art, and a person skilled in the art can confirm this using conventional methods.

塩基性アミノ酸とは、例えば、リシン(Lys/K)、アルギニン(Arg/R)及びヒスチジン(His/H)が挙げられる。好ましい実施形態において、塩基性アミノ酸は、リシンを含む。
なお、塩基性アミノ酸と金属イオンに結合可能なアミノ酸とは異なることが好ましい。
Basic amino acids include, for example, lysine (Lys/K), arginine (Arg/R) and histidine (His/H). In a preferred embodiment, the basic amino acid comprises lysine.
It is preferable that the basic amino acid is different from the amino acid capable of binding to a metal ion.

非極性アミノ酸又は中性アミノ酸とは、例えば、アスパラギン(Asn/N)、セリン(Ser/S)、グルタミン(Gln/Q)、トレオニン(Thr/T)、グリシン(Gly/G)、チロシン(Tyr/Y)、トリプトファン(Trp/W)、メチオニン(Met/M)、プロリン(Pro/P)、フェニルアラニン(Phe/F)、アラニン(Ala/A)、バリン(Val/V)、ロイシン(Leu/L)及びイソロイシン(Ile/I)が挙げられる。好ましい実施形態において、非極性アミノ酸又は中性アミノ酸は、バリン、イソロイシン、ロイシン、チロシン、トリプトファン、グルタミン及びセリンからなる群から選択されるアミノ酸を少なくとも1種類含む。 Examples of non-polar or neutral amino acids include asparagine (Asn/N), serine (Ser/S), glutamine (Gln/Q), threonine (Thr/T), glycine (Gly/G), tyrosine (Tyr/Y), tryptophan (Trp/W), methionine (Met/M), proline (Pro/P), phenylalanine (Phe/F), alanine (Ala/A), valine (Val/V), leucine (Leu/L), and isoleucine (Ile/I). In a preferred embodiment, the non-polar or neutral amino acids include at least one amino acid selected from the group consisting of valine, isoleucine, leucine, tyrosine, tryptophan, glutamine, and serine.

特定の配置は、立体構造、特にβシート構造を含む構造を取りやすくするための任意選択可能な条件、及び素材と金属イオンの両方に結合するための条件にしたがって決定される。
βシート構造を含む構造を取りやすくするためには、金属イオンに結合可能なアミノ酸と、塩基性アミノ酸との間に、非極性アミノ酸又は中性アミノ酸を含むことが好ましい。含まれる非極性アミノ酸又は中性アミノ酸の数は、特に限定されないが、好ましくは、少なくとも2個、例えば、2~28個、2~26個、2~24個、2~22個、2~20個、2~18個、2~16個、2~14個、2~12個、2~10個、2~8個、2~6個又は2~4個である。自己組織化ペプチド一分子に含まれる金属イオンに結合可能なアミノ酸及び塩基性アミノ酸のそれぞれの個数は限定されない。
The particular configuration is determined by optional conditions that favor conformation, particularly including β-sheet structure, and conditions for binding both to the substrate and to the metal ion.
In order to facilitate the formation of a structure including a β-sheet structure, it is preferable to contain nonpolar amino acids or neutral amino acids between the amino acids capable of binding to metal ions and the basic amino acids. The number of nonpolar amino acids or neutral amino acids contained is not particularly limited, but is preferably at least 2, for example, 2 to 28, 2 to 26, 2 to 24, 2 to 22, 2 to 20, 2 to 18, 2 to 16, 2 to 14, 2 to 12, 2 to 10, 2 to 8, 2 to 6, or 2 to 4. The number of amino acids capable of binding to metal ions and basic amino acids contained in one molecule of the self-assembling peptide is not limited.

素材と金属イオンの両方に結合するための条件は、例えば以下の通りである:
金属イオンに結合可能なアミノ酸の、自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2m+a番目として表現され、
塩基性アミノ酸の、自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2n+1+a番目として表現され、
mが、0~15の整数であり(但し、aが0の場合1~15であり、aが1の場合0~14である)、
nが、0~14の整数であり、
aが、0又は1である。
以上の条件を満たすことにより、金属イオンに結合可能なアミノ酸の、自己組織化ペプチドのC末端からの位置が全て偶数番目の場合は、塩基性アミノ酸の、自己組織化ペプチドのC末端からの位置は奇数番目となる。反対に、金属イオンに結合可能なアミノ酸の位置が全て奇数番目の場合は、塩基性アミノ酸の位置は全て偶数番目となる。
Conditions for binding both the material and the metal ion are, for example:
The positions of the amino acids capable of binding to metal ions from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2m+a,
The positions of basic amino acids from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2n+1+a,
m is an integer from 0 to 15 (provided that when a is 0, m is an integer from 1 to 15, and when a is 1, m is an integer from 0 to 14);
n is an integer from 0 to 14,
a is 0 or 1.
By satisfying the above conditions, when the positions of the amino acids capable of binding to metal ions from the C-terminus of the self-assembling peptide are all even-numbered, the positions of the basic amino acids from the C-terminus of the self-assembling peptide are odd-numbered. Conversely, when the positions of the amino acids capable of binding to metal ions are all odd-numbered, the positions of the basic amino acids are all even-numbered.

この配置をとることによって、形成されたβシート構造の一方の面には金属イオンに結合可能なアミノ酸の側鎖が露出し、他方の面には塩基性アミノ酸の側鎖が露出する。この構成によれば、自己組織化ペプチドによって形成されたβシート構造が、一方の面では金属イオンに結合可能であり、他方の面では負電荷を有する素材に結合可能である。 By adopting this arrangement, the side chains of amino acids capable of binding to metal ions are exposed on one side of the formed β-sheet structure, and the side chains of basic amino acids are exposed on the other side. With this configuration, the β-sheet structure formed by the self-assembling peptide is capable of binding to metal ions on one side, and is capable of binding to a negatively charged material on the other side.

あるペプチドが自己組織化ペプチドであるか否かは、当業者であれば慣用的に判定することができる。例えば、作製したペプチドについて、透過型電子顕微鏡での観察や赤外線透過スペクトルの取得によってβシート構造を含む構造をとるかどうかを判定する。 Whether or not a certain peptide is a self-assembling peptide can be routinely determined by a person skilled in the art. For example, a prepared peptide can be determined to have a structure including a β-sheet structure by observing it with a transmission electron microscope or obtaining an infrared transmission spectrum.

具体的な実施形態において、自己組織化ペプチドは、例えば、偶数個の連続した非極性アミノ酸又は中性アミノ酸を、塩基性アミノ酸及び金属イオンに結合可能なアミノ酸が挟んだ配列によって構成される。したがって、自己組織化ペプチドとして好ましいペプチドの最小単位は、例えば、以下の配列:
Xaa-Yaa-Zaa(配列番号1)、又は
塩基性アミノ酸及び金属イオンに結合可能なアミノ酸の位置が反対の以下の配列:
Zaa-Yaa-Xaa(配列番号2)
であり、
上記式中、
XaaはLys、Arg又はHis(塩基性アミノ酸)であり、
Yaaは独立して、Asn、Ser、Gln、Thr、Gly、Tyr、Trp、Met、Pro、Phe、Ala、Val、Leu及びIle(非極性アミノ酸又は中性アミノ酸)からなる群から選択される少なくとも2個(但し、偶数個)のアミノ酸であり、
ZaaはCys、His、Asp、Glu又はLys(金属イオンに結合可能なアミノ酸)である。
In a specific embodiment, the self-assembling peptide is, for example, composed of a sequence in which an even number of consecutive nonpolar or neutral amino acids are sandwiched between basic amino acids and amino acids capable of binding to metal ions. Thus, the minimum peptide unit preferred as a self-assembling peptide is, for example, the following sequence:
Xaa-Yaa-Zaa (SEQ ID NO: 1), or the following sequence with the basic amino acids and the amino acids capable of binding to metal ions in the opposite positions:
Zaa-Yaa-Xaa (SEQ ID NO: 2)
and
In the above formula,
Xaa is Lys, Arg or His (basic amino acid),
Yaa is independently at least two (but an even number of) amino acids selected from the group consisting of Asn, Ser, Gln, Thr, Gly, Tyr, Trp, Met, Pro, Phe, Ala, Val, Leu, and Ile (non-polar or neutral amino acids);
Zaa is Cys, His, Asp, Glu or Lys (an amino acid capable of binding to a metal ion).

塩基性アミノ酸及び金属イオンに結合可能なアミノ酸の間に挟まれる非極性アミノ酸又は中性アミノ酸は偶数個であればよく、その個数は限定されない。したがって、本発明において使用する自己組織化ペプチドのアミノ酸配列は、以下の配列を1個、又は複数個を連続して、一部連続して若しくは分離されて含む:
Yaa1-Yaa2
〔式中、Yaa1及びYaa2は独立してAsn、Ser、Gln、Thr、Gly、Tyr、Trp、Met、Pro、Phe、Ala、Val、Leu又はIleである。〕
The number of nonpolar or neutral amino acids sandwiched between the basic amino acids and the amino acids capable of binding to metal ions is not limited as long as it is an even number. Therefore, the amino acid sequence of the self-assembling peptide used in the present invention contains one or more of the following sequences consecutively, partially consecutively, or separated:
Yaa1-Yaa2
(In the formula, Yaa1 and Yaa2 are independently Asn, Ser, Gln, Thr, Gly, Tyr, Trp, Met, Pro, Phe, Ala, Val, Leu, or Ile.)

好ましくは、自己組織化ペプチドは、Val-Valのアミノ酸配列を少なくとも1個含む。このアミノ酸配列を含む好ましいペプチドの最小単位は、例えば、以下の配列:
Xaa-Val-Val-Zaa(配列番号3)、又は
塩基性アミノ酸及び金属イオンに結合可能なアミノ酸の位置が反対の以下の配列:
Zaa-Val-Val-Xaa(配列番号4)
〔式中、
XaaはLys、Arg又はHis(塩基性アミノ酸)であり、
ZaaはCys、His、Asp、Glu又はLys(金属イオンに結合可能なアミノ酸)である。〕
である。
Preferably, the self-assembling peptide contains at least one amino acid sequence of Val-Val. A preferred minimum peptide unit containing this amino acid sequence is, for example, the following sequence:
Xaa-Val-Val-Zaa (SEQ ID NO:3), or the following sequence with the basic amino acids and the amino acids capable of binding to metal ions in the opposite positions:
Zaa-Val-Val-Xaa (SEQ ID NO: 4)
[Wherein,
Xaa is Lys, Arg or His (basic amino acid),
Zaa is Cys, His, Asp, Glu or Lys (an amino acid capable of binding to a metal ion).
It is.

より具体的には、自己組織化ペプチドは、例えば、Lys-Val-Val-Cys(配列番号5)又はCys-Val-Val-Lys(配列番号6)等の配列を含む。 More specifically, the self-assembling peptide includes a sequence such as Lys-Val-Val-Cys (SEQ ID NO: 5) or Cys-Val-Val-Lys (SEQ ID NO: 6).

また、自己組織化ペプチドは、そのN末端及び/又はC末端に1つ以上の任意のアミノ酸をさらに含んでもよい。好ましくは、ペプチドの末端のさらなるアミノ酸は、非極性アミノ酸又は中性アミノ酸である。 The self-assembling peptide may also include one or more optional amino acids at its N-terminus and/or C-terminus. Preferably, the additional amino acids at the termini of the peptide are non-polar or neutral amino acids.

好ましくは、ペプチドの末端のさらなるアミノ酸はバリンであり、自己組織化ペプチドは、例えば以下の配列:
Val-Xaa-Yaa-Yaa-Zaa(配列番号7)
〔式中、
XaaはLys、Arg又はHisであり、
Yaaは独立してAsn、Ser、Gln、Thr、Gly、Tyr、Trp、Met、Pro、Phe、Ala、Val、Leu又はIleであり、
ZaaはCys、His、Asp、Glu又はLysである。〕
を有する。また自己組織化ペプチドは、例えば、ペプチド内部の非極性アミノ酸又は塩基性アミノ酸がValである以下の配列を含む:
Val-Xaa-Val-Val-Zaa(配列番号8)
〔式中、
XaaはLys、Arg又はHisであり、
ZaaはCys、His、Asp、Glu又はLysである〕。
Preferably, the additional amino acid at the end of the peptide is a valine, and the self-assembling peptide may have, for example, the following sequence:
Val-Xaa-Yaa-Yaa-Zaa (SEQ ID NO: 7)
[Wherein,
Xaa is Lys, Arg or His;
Yaa is independently Asn, Ser, Gln, Thr, Gly, Tyr, Trp, Met, Pro, Phe, Ala, Val, Leu, or Ile;
Zaa is Cys, His, Asp, Glu or Lys.
The self-assembling peptide also includes, for example, the following sequence, in which the nonpolar or basic amino acid within the peptide is Val:
Val-Xaa-Val-Val-Zaa (SEQ ID NO: 8)
[Wherein,
Xaa is Lys, Arg or His;
Zaa is Cys, His, Asp, Glu or Lys.

具体的な配列としては、例えば、Val-Lys-Val-Val-Cys(配列番号9)等を使用することができる。 Specific sequences that can be used include, for example, Val-Lys-Val-Val-Cys (SEQ ID NO: 9).

自己組織化ペプチドは、当技術分野においてよく知られているペプチド合成方法を使用して合成することができる。例えば化学的合成方法及び遺伝子工学的合成方法が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 The self-assembling peptides can be synthesized using peptide synthesis methods well known in the art, including, but not limited to, chemical synthesis methods and genetic engineering synthesis methods.

本発明において利用可能な化学的合成方法は当技術分野においてよく知られているが、例として以下に一般的な方法の概要を記す。まず、結合しようとするアミノ基とカルボキシル基以外の官能基を保護基によって保護したアミノ酸類を用意し、それぞれのアミノ酸のアミノ基とカルボキシル基との間でペプチド結合形成反応を行う。続いて、得られたペプチドのN末端を脱保護し、次のアミノ酸のカルボキシル基との間でペプチド結合を形成する。この反応を連続して行うことにより、側鎖の官能基が保護されたポリペプチドを合成する。最後に、全ての保護基を除去することにより、ペプチドの合成が完了する。 Chemical synthesis methods that can be used in the present invention are well known in the art, but the following is an example of a general method outlined below. First, amino acids are prepared in which functional groups other than the amino and carboxyl groups to be bonded are protected with protecting groups, and a peptide bond formation reaction is carried out between the amino and carboxyl groups of each amino acid. Next, the N-terminus of the resulting peptide is deprotected, and a peptide bond is formed with the carboxyl group of the next amino acid. By carrying out this reaction in succession, a polypeptide with protected functional groups in the side chain is synthesized. Finally, all protecting groups are removed to complete the peptide synthesis.

保護基としては、任意の公知の保護基を使用することができる。また、保護基は自己組織化に対して正に働き得るため、自己組織化ペプチドとして使用される際に、保護基が完全に除去される必要はない。 Any known protecting group can be used as the protecting group. In addition, since the protecting group can have a positive effect on self-assembly, it is not necessary for the protecting group to be completely removed when the peptide is used as a self-assembling peptide.

アミノ基の保護基としては、例えば、Boc基、Fmoc基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル(Z又はCbz)基、2,2,2-トリクロロエトキシカルボニル(Troc)基、若しくはアリルオキシカルボニル(Alloc)基等のカルバメート系の保護基、メタンスルホニル基、エタンスルホニル基、ベンゼンスルホニル基、トシル基、若しくはニトロベンゼンスルホニル基等のスルホニル系の保護基、アセチル基、エチルカルボニル基、トリフルオロアセチル基、若しくはベンゾイル基等のアルキルカルボニル系、アリールカルボニル系保護基、又はフタロイル基等のイミド系の保護基等が使用される。好ましくは、カルバメート系の保護基が使用され、より具体的には、Boc基又はFmoc基等が使用される。 Examples of the protecting group for the amino group include carbamate-based protecting groups such as Boc, Fmoc, methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, benzyloxycarbonyl (Z or Cbz), 2,2,2-trichloroethoxycarbonyl (Troc) or allyloxycarbonyl (Alloc) groups, sulfonyl-based protecting groups such as methanesulfonyl, ethanesulfonyl, benzenesulfonyl, tosyl or nitrobenzenesulfonyl groups, alkylcarbonyl-based protecting groups such as acetyl, ethylcarbonyl, trifluoroacetyl or benzoyl groups, arylcarbonyl-based protecting groups, and imide-based protecting groups such as phthaloyl groups. A carbamate-based protecting group is preferably used, more specifically, a Boc or Fmoc group.

また、カルボキシル基の保護が必要な場合(例えば、ペプチド液相合成法を実施する際)は、例えば、アルキルエステル化(例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、t-ブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル若しくは2-アダマンチル等を用いて)、アラルキルエステル化(例えば、ベンジルエステル、4-ニトロベンジルエステル、4-メトキシベンジルエステル、4-クロロベンジルエステル、ベンズヒドリルエステル等を用いて)、フェナシルエステル化、ベンジルオキシカルボニルヒドラジド化、t-ブトキシカルボニルヒドラジド化、又はトリチルヒドラジド化等によってカルボキシル基の保護を行うことができる。 In addition, when protection of the carboxyl group is required (e.g., when carrying out liquid phase peptide synthesis), the carboxyl group can be protected by, for example, alkyl esterification (e.g., using methyl, ethyl, propyl, butyl, t-butyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, or 2-adamantyl, etc.), aralkyl esterification (e.g., using benzyl ester, 4-nitrobenzyl ester, 4-methoxybenzyl ester, 4-chlorobenzyl ester, benzhydryl ester, etc.), phenacyl esterification, benzyloxycarbonyl hydrazide formation, t-butoxycarbonyl hydrazide formation, or trityl hydrazide formation, etc.

自己組織化ペプチドは遺伝子工学的に合成することもできる。遺伝子工学的合成方法の例としては、例えば、遺伝子組換え法による合成が挙げられる。
本発明において利用可能な遺伝子組換え法による合成は当技術分野においてよく知られているが、例として以下に一般的な方法の概要を記す。まず、目的のペプチドをコードする核酸配列を設計し、その配列を含むDNA断片を適当な発現ベクター中に挿入する。次に、これを適当な宿主細胞に導入し、細胞を培養することによって、目的のペプチドを発現させる。その後、宿主細胞の細胞内から又は細胞外液から目的のペプチドを回収することができる。このような宿主細胞における目的ペプチドの発現及び細胞からの目的ペプチドの精製は、当技術分野で慣用的に行われており、当業者であれば適宜行うことができる。
The self-assembling peptide can also be synthesized by genetic engineering. Examples of the genetic engineering synthesis method include synthesis by gene recombination.
Synthesis by recombinant gene synthesis methods that can be used in the present invention are well known in the art, but the following is an example of a general method outline. First, a nucleic acid sequence encoding the peptide of interest is designed, and a DNA fragment containing the sequence is inserted into an appropriate expression vector. This is then introduced into an appropriate host cell, and the cell is cultured to express the peptide of interest. The peptide of interest can then be recovered from the inside of the host cell or from the extracellular fluid. Such expression of the peptide of interest in a host cell and purification of the peptide of interest from the cell are routinely performed in the art, and can be performed appropriately by a person skilled in the art.

上述したような自己組織化ペプチドは、金属イオンを分散して、安定的に素材表面に保持させることができるという性質を有する。
そのような金属イオンは、自己組織化ペプチドに含まれる金属イオンに結合可能なアミノ酸が結合可能であれば、特に限定されない。また、使用する金属イオンは、素材に付与する特性に応じて選択することができる。例えば、素材に抗微生物活性を付与する場合は、抗微生物活性を有する金属イオンが使用される。
The above-mentioned self-assembling peptides have the property of being able to disperse metal ions and stably retain them on the surface of a material.
Such metal ions are not particularly limited as long as the amino acid capable of binding to the metal ion contained in the self-assembling peptide can bind thereto. The metal ion to be used can be selected according to the properties to be imparted to the material. For example, when antimicrobial activity is to be imparted to the material, a metal ion having antimicrobial activity is used.

抗微生物活性を有する金属イオンは当技術分野においてよく知られている。本発明において使用される抗微生物活性を有する金属イオンは特に限定されないが、例えば、銀イオン、銅イオン、亜鉛イオン、コバルトイオン、ニッケルイオン、鉛イオン、水銀イオン、ビスマスイオン、カドミウムイオン、クロムイオン、タリウムイオン、モリブデンイオン、ジルコニウムイオン、パラジウムイオン、金イオン、白金イオン、マンガンイオン及びタングステンイオン等の重金属イオン、並びにアルミニウムイオン等のその他の金属イオンからなる群から選択される1種以上の金属イオンが含まれる。好ましくは、銀イオン、銅イオン、亜鉛イオン、コバルトイオン、ニッケルイオン、鉛イオン、アルミニウムイオン、水銀イオン、ビスマスイオン、カドミウムイオン及びクロムイオンからなる群から1種以上選択される。金属イオンと対となる陰イオンは、液体に可溶であれば限定されない。例えば、硝酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、ベヘン酸イオン、硫酸イオン、酢酸イオン、過塩素酸イオン、塩素酸イオン及び塩化物イオン等が挙げられる。 Metal ions having antimicrobial activity are well known in the art. The metal ions having antimicrobial activity used in the present invention are not particularly limited, and include, for example, one or more metal ions selected from the group consisting of heavy metal ions such as silver ions, copper ions, zinc ions, cobalt ions, nickel ions, lead ions, mercury ions, bismuth ions, cadmium ions, chromium ions, thallium ions, molybdenum ions, zirconium ions, palladium ions, gold ions, platinum ions, manganese ions, and tungsten ions, and other metal ions such as aluminum ions. Preferably, one or more metal ions are selected from the group consisting of silver ions, copper ions, zinc ions, cobalt ions, nickel ions, lead ions, aluminum ions, mercury ions, bismuth ions, cadmium ions, and chromium ions. The anion paired with the metal ion is not limited as long as it is soluble in the liquid. Examples include nitrate ions, tetrafluoroborate ions, trifluoromethanesulfonate ions, behenate ions, sulfate ions, acetate ions, perchlorate ions, chlorate ions, and chloride ions.

本発明において、素材に適用される際には、金属イオンは溶液の状態が好ましいが、塩の形態で、又は塩が溶解した溶液の形態で提供されてもよい。本発明で使用される好ましい抗微生物活性を有する塩としては、硝酸銀、硫酸銀、酢酸銀、過塩素酸銀、塩素酸銀、ジアンミン銀硝酸塩、ジアンミン銀硫酸塩、テトラフルオロホウ酸銀、トリフルオロメタンスルホン酸銀、ベヘン酸銀、硝酸銅(II)、硫酸銅(I)、硫酸銅(II)、塩化銅(II)、過塩素酸銅、酢酸銅、テトラシアノ銅酸カリウム、硝酸亜鉛、硫酸亜鉛、酢酸亜鉛、塩化亜鉛、過塩素酸亜鉛、チオシアン酸亜鉛、硝酸コバルト(II)、硫酸コバルト(II)、塩化コバルト(II)、硝酸ニッケル(II)、硫酸ニッケル(II)、塩化ニッケル(II)、硝酸鉛(II)、酢酸鉛(II)、塩化鉛(II)、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、過塩素酸水銀、過塩素酸カドミウム、硫酸カドミウム、硝酸カドミウム、酢酸カドミウム、過塩素酸クロム、硫酸クロム、硫酸アンモニウムクロム、硝酸クロム及びその水和物等が挙げられる。ここで、塩の溶解に使用される液体は、抗微生物活性を有する金属イオンが溶解可能であれば、限定されない。好ましい液体は、自己組織化ペプチドに関して上述したものと同様である。 In the present invention, when applied to a material, the metal ions are preferably in solution, but may also be provided in the form of a salt or in the form of a solution in which the salt is dissolved. Examples of salts having preferred antimicrobial activity for use in the present invention include silver nitrate, silver sulfate, silver acetate, silver perchlorate, silver chlorate, diammine silver nitrate, diammine silver sulfate, silver tetrafluoroborate, silver trifluoromethanesulfonate, silver behenate, copper (II) nitrate, copper sulfate (I), copper sulfate (II), copper chloride (II), copper perchlorate, copper acetate, potassium tetracyanocuprate, zinc nitrate, zinc sulfate, zinc acetate, zinc chloride, zinc perchlorate, zinc thiocyanate, cobalt (II) nitrate, cobalt (II) sulfate, cobalt (II) chloride, nickel (II) nitrate, nickel (II) sulfate, nickel (II) chloride, lead (II) nitrate, lead (II) acetate, lead (II) chloride, aluminum nitrate, aluminum sulfate, aluminum chloride, mercury perchlorate, cadmium perchlorate, cadmium sulfate, cadmium nitrate, cadmium acetate, chromium perchlorate, chromium sulfate, ammonium chromium sulfate, chromium nitrate, and hydrates thereof. Here, the liquid used to dissolve the salt is not limited as long as it can dissolve metal ions having antimicrobial activity. Preferred liquids are the same as those described above for the self-assembling peptide.

自己組織化ペプチドは金属イオンと結合させた状態で提供されてもよいし、別々に提供されてもよい。例えば、自己組織化ペプチドと金属イオンとを別々に提供し、後述するように素材に適用する際に、両者が結合するように接触させることができる。 The self-assembling peptide may be provided in a state bound to the metal ion, or may be provided separately. For example, the self-assembling peptide and the metal ion may be provided separately, and when applied to a material, the two may be brought into contact so that they bind, as described below.

一態様において、本発明は、金属イオンが結合している自己組織化ペプチドを提供する。 In one aspect, the present invention provides a self-assembling peptide having a metal ion bound thereto.

別の態様において、本発明は、自己組織化ペプチド、及び自己組織化ペプチドに結合した抗微生物活性を有する金属イオンを含む抗微生物剤を提供する。 In another aspect, the present invention provides an antimicrobial agent comprising a self-assembling peptide and a metal ion having antimicrobial activity bound to the self-assembling peptide.

本発明では、自己組織化ペプチドと金属イオンとが結合している。本明細書において結合した及び結合しているとは、自己組織化ペプチドと金属イオンとが、結合可能な条件で共存している状態を含む。自己組織化ペプチドと金属イオンとを接触させることにより、両者は結合可能となる。 In the present invention, the self-assembling peptide and the metal ion are bound to each other. In this specification, bound and bound to each other include a state in which the self-assembling peptide and the metal ion coexist under conditions that allow them to bind to each other. By contacting the self-assembling peptide with the metal ion, the two become capable of binding to each other.

接触の方法は限定されるものではない。例えば、自己組織化ペプチドに金属イオンを添加することによって、若しくはその逆によって、又は両者を同一の容器等に添加することによって接触させることができる。接触させる際の形態は限定されない。例えば、自己組織化ペプチドを含む液体に、金属イオンを含む液体を添加してもよいし、金属イオンを含む固体の塩を添加してもよい。任意選択で、接触後に軽い刺激等(例えば、転倒混和、振とう又は撹拌等)が与えられてもよい。 The method of contact is not limited. For example, contact can be achieved by adding metal ions to the self-assembling peptide, or vice versa, or by adding both to the same container or the like. The form of contact is not limited. For example, a liquid containing metal ions may be added to a liquid containing the self-assembling peptide, or a solid salt containing metal ions may be added. Optionally, a light stimulus (e.g., mixing by inversion, shaking, stirring, etc.) may be applied after contact.

自己組織化ペプチド及び金属イオンの濃度は、それぞれが目的の機能及び活性を発揮し得る濃度であれば限定されない。 The concentrations of the self-assembling peptide and metal ions are not limited as long as they are capable of exerting the intended functions and activities.

自己組織化ペプチドの好ましい濃度は、自己組織化可能な濃度である。自己組織化可能な濃度とは、例えば、自己組織化の際に0.1 mM以上、0.2 mM以上、0.3 mM以上、0.4 mM以上、0.5 mM以上、0.6 mM以上、0.8 mM以上、1 mM以上、1.5 mM以上、2.5 mM以上、5 mM以上、7.5 mM以上、8 mM以上、8.5 mM以上、9 mM以上、9.5 mM以上、又は10 mM以上の濃度であればよい。特に、自己組織化後の濃度は限定されない。したがって、自己組織化可能な濃度において自己組織化した後、適切な液体に希釈して、任意の濃度に調整した上で、金属イオンと接触させることができる。 The preferred concentration of the self-assembling peptide is a concentration at which self-assembly is possible. The self-assembly concentration may be, for example, 0.1 mM or more, 0.2 mM or more, 0.3 mM or more, 0.4 mM or more, 0.5 mM or more, 0.6 mM or more, 0.8 mM or more, 1 mM or more, 1.5 mM or more, 2.5 mM or more, 5 mM or more, 7.5 mM or more, 8 mM or more, 8.5 mM or more, 9 mM or more, 9.5 mM or more, or 10 mM or more during self-assembly. In particular, the concentration after self-assembly is not limited. Therefore, after self-assembly at a self-assembly concentration, it can be diluted in an appropriate liquid, adjusted to an arbitrary concentration, and then contacted with metal ions.

また、金属イオンの好ましい濃度は、所望の特性を発揮し得る濃度であれば特に限定されない。例えば、抗微生物活性を有する金属イオンの好ましい濃度は、抗微生物活性を発揮し得る濃度である。所望の特性、例えば抗微生物活性を発揮し得る濃度とは、例えば、適用時に0.01 mM以上、0.02 mM以上、0.05 mM以上、0.10 mM以上、0.15 mM以上、0.25 mM以上、0.5 mM以上、1 mM以上、1.5 mM以上、2 mM以上、2.5 mM以上、5 mM以上、7.5 mM以上、8 mM以上、8.5 mM以上、9 mM以上、9.5 mM以上、又は10 mM以上の濃度であればよい。 In addition, the preferred concentration of the metal ion is not particularly limited as long as it is a concentration that can exhibit the desired characteristics. For example, a preferred concentration of a metal ion having antimicrobial activity is a concentration that can exhibit antimicrobial activity. A concentration that can exhibit the desired characteristics, such as antimicrobial activity, may be, for example, a concentration of 0.01 mM or more, 0.02 mM or more, 0.05 mM or more, 0.10 mM or more, 0.15 mM or more, 0.25 mM or more, 0.5 mM or more, 1 mM or more, 1.5 mM or more, 2 mM or more, 2.5 mM or more, 5 mM or more, 7.5 mM or more, 8 mM or more, 8.5 mM or more, 9 mM or more, 9.5 mM or more, or 10 mM or more when applied.

接触させる際の比率又は濃度は限定されないが、好ましくは、金属イオンのみを適用した場合に比べて、金属イオンの凝集が抑制される比率又は濃度である。したがって、光を照射する等の刺激を加えた際に金属イオンの凝集又は析出が抑制されていればよい。金属イオンの凝集又は析出は、例えば、接触後の液体に刺激を加えた際に金属粒子の沈殿物が生じるかどうかによって容易に判断することができる。具体的には、接触させる際の比率は、接触後に、自己組織化ペプチドの金属イオンに結合可能なアミノ酸の濃度が、金属イオンの濃度と同等以上になる比率であればよい。同等以上とは、例えば、80%以上、85%以上、90%以上、92.5%以上、95%以上、96%以上、97%以上、97.5%以上、98%以上、98.5%以上、99%以上、99.5%以上、又は100%以上である。一実施形態において、自己組織化ペプチドの金属イオンに結合可能なアミノ酸のモル濃度は、金属イオンと同等のモル濃度で適用される。 The ratio or concentration at the time of contact is not limited, but is preferably a ratio or concentration at which aggregation of metal ions is suppressed compared to the case where only metal ions are applied. Therefore, it is sufficient that aggregation or precipitation of metal ions is suppressed when a stimulus such as light irradiation is applied. Aggregation or precipitation of metal ions can be easily determined, for example, by whether or not a precipitate of metal particles occurs when a stimulus is applied to the liquid after contact. Specifically, the ratio at the time of contact may be a ratio at which the concentration of amino acids capable of binding to metal ions in the self-assembling peptide is equal to or greater than the concentration of the metal ions after contact. Equal to or greater means, for example, 80% or more, 85% or more, 90% or more, 92.5% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 97.5% or more, 98% or more, 98.5% or more, 99% or more, 99.5% or more, or 100% or more. In one embodiment, the molar concentration of amino acids capable of binding to metal ions in the self-assembling peptide is applied at a molar concentration equivalent to that of the metal ions.

本発明の自己組織化ペプチド及び抗微生物剤の形態は特に限定されない。好ましくは液体の形態で提供されるが、結晶等の固体の形態で提供され、それを液体に希釈して使用することもできる。 The form of the self-assembling peptide and antimicrobial agent of the present invention is not particularly limited. They are preferably provided in liquid form, but they may also be provided in solid form such as crystals, which may be diluted in a liquid for use.

本発明の自己組織化ペプチド及び抗微生物剤は組成物として用いることができる。例えば、本発明の抗微生物剤を適当な担体と混合するか又は担体中に希釈若しくは懸濁することにより組成物とすることができる。また、組成物には、一般的に用いられる賦形剤、界面活性剤、分散剤、緩衝剤、保存剤、溶解補助剤、安定化剤、又は等張化剤等に加え、他の有効成分、例えば抗微生物成分が含まれてもよい。組成物の剤形は特に限定されない。例えば、液剤、水和剤、乳剤、粉剤、懸濁剤、粒剤、カプセル剤、塗布剤又はスプレー剤のいずれであってもよい。 The self-assembling peptide and antimicrobial agent of the present invention can be used as a composition. For example, the antimicrobial agent of the present invention can be made into a composition by mixing with a suitable carrier or diluting or suspending in a carrier. The composition may contain other active ingredients, such as antimicrobial ingredients, in addition to commonly used excipients, surfactants, dispersants, buffers, preservatives, solubilizers, stabilizers, or isotonicity agents. The dosage form of the composition is not particularly limited. For example, it may be any of a liquid, wettable powder, emulsion, powder, suspension, granules, capsule, coating agent, or spray.

自己組織化ペプチド及び抗微生物剤は、素材、例えば素材表面に適用される。その適用方法も限定されない。剤形や適用対象の素材に応じて適宜選択すればよいが、例えば、塗布、噴霧又は浸漬等により適用することができる。適用対象の素材は本明細書の他の部分に詳細に記載されている。所望の特性、例えば抗微生物活性を付与したい目的の素材又は部分に直接適用する必要はなく、目的の素材又は部分に接触する素材又は部分へ適用してもよい。 The self-assembling peptide and the antimicrobial agent are applied to a material, for example, the surface of a material. There are no limitations on the method of application. The method may be appropriately selected depending on the dosage form and the material to which it is to be applied, and may be applied, for example, by painting, spraying, immersion, or the like. The material to which it is to be applied is described in detail elsewhere in this specification. It is not necessary to apply the agent directly to the material or part to which it is desired to impart a desired property, for example, antimicrobial activity, but it may be applied to a material or part that comes into contact with the material or part to which it is desired.

以下では特に、抗微生物活性を有する金属イオンを用いて抗微生物活性を素材に付与することを目的とした態様を例示する。しかし、以下の態様において、抗微生物活性を有する金属イオンの代わりに所望の活性を有する金属イオンを用いることによって、金属イオンを素材に安定的に保持させることができ、また金属イオンの有する所望の活性を素材に付与することができる。本発明は、そのような金属イオンの付加キット及び付加方法、並びに任意の金属イオンが付加された素材も提供する。 In particular, the following describes an embodiment that aims to impart antimicrobial activity to a material using a metal ion having antimicrobial activity. However, in the following embodiment, by using a metal ion having a desired activity instead of the metal ion having antimicrobial activity, the metal ion can be stably retained in the material, and the desired activity of the metal ion can be imparted to the material. The present invention also provides such a metal ion addition kit and addition method, as well as a material to which any metal ion has been added.

別の態様において、本発明は、自己組織化ペプチドと、抗微生物活性を有する金属イオンとを含む抗微生物キットを提供する。本発明のキットにおいて、自己組織化ペプチドと金属イオンは、同じ容器で提供されても、別々の容器で提供されてもよいが、好ましくは、両者は別の容器で提供される。キットに含まれる自己組織化ペプチド及び金属イオンの形態は特に限定されない。例えば、それぞれは液体の形態でも固体の形態でもよいが、適用時には液体の形態であることが好ましい。 In another aspect, the present invention provides an antimicrobial kit comprising a self-assembling peptide and a metal ion having antimicrobial activity. In the kit of the present invention, the self-assembling peptide and the metal ion may be provided in the same container or in separate containers, but preferably, both are provided in separate containers. The form of the self-assembling peptide and the metal ion contained in the kit is not particularly limited. For example, each may be in liquid form or solid form, but it is preferable that they are in liquid form when applied.

本発明のキットは、必要に応じて追加の要素、例えば希釈剤や使用説明書等をさらに含むことができる。希釈剤としては、特に限定されないが、自己組織化ペプチド及び抗微生物剤に関して上述した液体を使用することができる。自己組織化ペプチドの溶解に使用した液体又は金属イオンの溶解に使用した液体を使用してもよいし、別の液体を使用してもよい。 The kit of the present invention may further include additional elements, such as a diluent and instructions for use, as necessary. The diluent is not particularly limited, but may be the liquid described above for the self-assembling peptide and the antimicrobial agent. The liquid used to dissolve the self-assembling peptide or the liquid used to dissolve the metal ions may be used, or another liquid may be used.

本発明のキットは、素材、例えば素材表面に適用される。適用方法や適用対象の素材は、本明細書の他の部分に詳細に記載されている。以下に記載される抗微生物化方法と同様に、本キットを使用する際には、自己組織化ペプチドと金属イオンは結合させてから適用しても、別々に適用してもよい。 The kit of the present invention is applied to a material, for example, a surface of a material. The application method and the material to which it is applied are described in detail elsewhere in this specification. As with the antimicrobial methods described below, when using the kit, the self-assembling peptide and metal ion may be combined and then applied, or may be applied separately.

本発明の抗微生物剤及び抗微生物キットにより、抗微生物活性を有する金属イオンを素材表面に分散して安定的に保持させることができるため、本発明の抗微生物剤及び抗微生物キットを素材に適用するのみで、簡便かつ迅速に、光等の刺激によって変色しにくい状態で、素材を抗微生物化することができる。 The antimicrobial agent and antimicrobial kit of the present invention can disperse and stably retain metal ions having antimicrobial activity on the surface of a material, so that by simply applying the antimicrobial agent and antimicrobial kit of the present invention to the material, the material can be made antimicrobial easily and quickly in a state in which it is resistant to discoloration due to stimuli such as light.

自己組織化ペプチド及び抗微生物活性を有する金属イオンを用いて、素材を抗微生物化することができる。したがって、本発明のさらなる態様は、素材の抗微生物化方法に関する。本発明の抗微生物化方法は、以下の工程を含む:
素材に自己組織化ペプチド溶液を添加する工程、
素材に金属イオンを添加する工程、及び
素材を乾燥させる工程。
The self-assembling peptide and the metal ion having antimicrobial activity can be used to make a material antimicrobial. Therefore, a further aspect of the present invention relates to a method for making a material antimicrobial. The method for making a material antimicrobial of the present invention comprises the steps of:
adding a self-assembling peptide solution to the material;
adding metal ions to the material; and drying the material.

本方法における、素材に自己組織化ペプチド溶液を添加する工程、及び素材に金属イオンを添加する工程は、上述したような抗微生物剤の素材への適用に準じて行われる。 In this method, the step of adding a self-assembling peptide solution to the material and the step of adding metal ions to the material are carried out in a manner similar to the application of an antimicrobial agent to the material as described above.

また、素材に自己組織化ペプチド溶液を添加する工程、及び素材に金属イオンを添加する工程は、同時に、又は別々に行うことができる。したがって、自己組織化ペプチドと金属イオンは接触されてから添加しても、別々に添加してもよい。 In addition, the step of adding the self-assembling peptide solution to the material and the step of adding the metal ions to the material can be carried out simultaneously or separately. Therefore, the self-assembling peptide and the metal ions may be added after contacting each other, or may be added separately.

両工程を同時に行う場合は、自己組織化ペプチド溶液と金属イオンを混合してから両工程が行われる。
両工程を別々に行う場合は、いずれの工程を先に行ってもよいが、好ましくは、素材に自己組織化ペプチド溶液を添加する工程が、素材に金属イオンを添加する工程の前に行われる。素材に金属イオンを添加する工程は、素材が湿潤な状態で行われることが望ましい。そのため、素材に金属イオンを添加する工程は、自己組織化ペプチド溶液を添加する工程の後、素材上の自己組織化ペプチド溶液が乾燥する前までに行われることが好ましい。
When both steps are carried out simultaneously, the self-assembling peptide solution and the metal ions are mixed together before carrying out both steps.
When both steps are performed separately, either step may be performed first, but preferably, the step of adding a self-assembling peptide solution to the material is performed before the step of adding metal ions to the material. The step of adding metal ions to the material is desirably performed while the material is in a wet state. Therefore, the step of adding metal ions to the material is preferably performed after the step of adding a self-assembling peptide solution and before the self-assembling peptide solution on the material dries.

素材を乾燥させる工程では、素材において、特に少なくとも自己組織化ペプチドが適用された素材の部分において、水分を減じる。
乾燥方法は、水分を減じることができれば特に限定されない。例えば、送風装置等を用いて温風若しくは冷風を当てる通風乾燥法、加熱により水分を蒸発させる無風乾燥法、スラリーを適当なバッファで懸濁した後、その懸濁液を気体中に噴霧して急速乾燥させる噴霧乾燥、凍結乾燥(フリーズドライ)法、密閉容器内で真空ポンプ等を用いて脱気する真空乾燥法、外気に晒して放置する自然乾燥法(天日干しを含む)、又はその組み合わせが挙げられる。実際の工程では、上記方法を応用した各種乾燥装置を用いて行えばよい。例えば、ドラムドライヤー、遠赤バンド乾燥機、連続式真空乾燥装置、スプレードライヤー、フリーズドライヤー等を使用することができる。
The step of drying the material reduces the moisture in the material, particularly at least in the portion of the material to which the self-assembling peptide has been applied.
The drying method is not particularly limited as long as it can reduce the moisture content. For example, a ventilation drying method in which hot or cold air is blown using a blower or the like, a windless drying method in which moisture is evaporated by heating, a spray drying method in which the slurry is suspended in an appropriate buffer and then the suspension is sprayed into gas to rapidly dry it, a freeze-drying method, a vacuum drying method in which degassing is performed using a vacuum pump or the like in a sealed container, a natural drying method in which the slurry is left exposed to the outside air (including drying in the sun), or a combination thereof can be mentioned. In the actual process, various drying devices that apply the above methods may be used. For example, a drum dryer, a far-infrared band dryer, a continuous vacuum drying device, a spray dryer, a freeze dryer, etc. can be used.

また、例えば、自己組織化ペプチド溶液を添加する工程の後に一度素材を乾燥させ、その後に任意の方法により素材を再度湿潤化してから、素材に金属イオンを添加する工程を行ってもよい。したがって、本発明の抗微生物化方法は、素材に自己組織化ペプチド溶液を添加する工程と、素材に金属イオンを添加する工程との間に、素材を乾燥させる工程をさらに含んでもよく、その後に素材を湿潤させる工程をさらに含んでもよい。 For example, the material may be dried once after the step of adding the self-assembling peptide solution, and then the material may be re-moistened by any method before the step of adding metal ions to the material. Thus, the antimicrobial method of the present invention may further include a step of drying the material between the step of adding the self-assembling peptide solution to the material and the step of adding metal ions to the material, and may further include a step of moistening the material thereafter.

素材を湿潤させる工程では、液体が素材に添加される。ここで使用される液体は特に限定されないが、抗微生物剤に関して上述したような液体を使用することができる。自己組織化ペプチドの溶解に使用した液体又は金属イオンの溶解に使用した液体を使用してもよいし、別の液体を使用してもよい。 In the process of wetting the material, a liquid is added to the material. The liquid used here is not particularly limited, but the liquids described above for the antimicrobial agent can be used. The liquid used to dissolve the self-assembling peptide or the liquid used to dissolve the metal ions may be used, or a different liquid may be used.

例えば、本発明の抗微生物化方法により、簡便かつ迅速に素材を抗微生物化することができる。本発明の抗微生物化方法は、光等の刺激によって変色しにくい状態で素材を抗微生物化することができるため、特に変色によって外観に不利な影響のある素材や長期間使用される素材等の抗微生物化に有用である。 For example, the antimicrobial method of the present invention can easily and quickly make materials antimicrobial. The antimicrobial method of the present invention can make materials antimicrobial in a state where they are less likely to discolor due to stimuli such as light, and is therefore particularly useful for making antimicrobial materials whose appearance is adversely affected by discoloration or materials that are used for long periods of time.

本発明の抗微生物化方法を使用することにより、素材が抗微生物化された抗微生物素材を製造することができる。したがって、本発明のさらなる態様は、自己組織化ペプチド及び該ペプチドに結合した金属イオンが適用された抗微生物素材に関する。 By using the antimicrobial method of the present invention, an antimicrobial material can be produced in which the material is antimicrobialized. Thus, a further aspect of the present invention relates to an antimicrobial material to which a self-assembling peptide and a metal ion bound to the peptide are applied.

本発明の抗微生物素材は、自己組織化ペプチドが結合可能な素材であれば特に限定されるものではない。自己組織化ペプチドが結合可能であるとは、適用された自己組織化ペプチドが容易には脱落しないことをいい、例えば、自己組織化ペプチドが適用される素材の部分に負電荷をもつ官能基が存在していればよい。 The antimicrobial material of the present invention is not particularly limited as long as it is a material to which a self-assembling peptide can be bound. Being able to bind a self-assembling peptide means that the applied self-assembling peptide does not easily fall off, and for example, it is sufficient that a negatively charged functional group is present in the part of the material to which the self-assembling peptide is applied.

自己組織化ペプチドが適用される素材の部分は限定されないが、素材表面に適用されることが好ましい。素材表面は最表面である必要はなく、微生物で汚染される可能性がある全ての表面を含む。また、表面は、1種類の素材からなるものであってもよいし、複数種類の素材からなるものであってもよい。 There are no limitations on the part of the material to which the self-assembling peptide is applied, but it is preferable that it is applied to the surface of the material. The surface of the material does not have to be the outermost surface, and includes all surfaces that may be contaminated with microorganisms. In addition, the surface may be made of one type of material or multiple types of materials.

本発明の素材は、好ましくは有機素材、例えば、負電荷を有する有機素材であり、例えば、紙、ニット(編物)、織布及び不織布等の繊維からなる素材、生物素材表面、プラスチック等の樹脂等が含まれる。 The material of the present invention is preferably an organic material, for example an organic material having a negative charge, and includes, for example, materials made of fibers such as paper, knitted fabrics, woven fabrics and nonwoven fabrics, surfaces of biological materials, resins such as plastics, etc.

繊維としては、例えば、植物性繊維及び動物性繊維を含む天然繊維、再生繊維、半合成繊維、並びに合成繊維等が挙げられる。繊維からなる素材は、上記繊維を含む2種類以上の繊維を使用した混紡繊維で構成されていてもよい。使用される好ましい混紡繊維は、例えば、構成する繊維のうち最大の重量を占めるものの一つが、上記繊維のいずれかである。繊維からなる素材は、上述の繊維を含む素材、好ましくは負電荷を有する少なくとも1種類の繊維を20重量%以上含むことが好ましい。 Examples of fibers include natural fibers including plant and animal fibers, regenerated fibers, semi-synthetic fibers, and synthetic fibers. The material made of fibers may be composed of blended fibers using two or more types of fibers including the above-mentioned fibers. A preferred blended fiber to be used is, for example, one of the fibers that accounts for the largest weight of the fibers that make up the fiber. The material made of fibers preferably contains 20% by weight or more of a material containing the above-mentioned fibers, preferably at least one type of fiber having a negative charge.

植物性繊維とは、主にセルロースを原料に含む繊維であり、具体的には、木綿、麻、ジュート、パルプ及びヘンプ等の天然繊維、ビスコースレーヨン、テンセル、リヨセル及びキュプラ等の精製セルロース繊維、並びにアセテート等の半合成繊維等が挙げられる。 Plant fibers are fibers that contain cellulose as a raw material, and specific examples include natural fibers such as cotton, linen, jute, pulp, and hemp, refined cellulose fibers such as viscose rayon, Tencel, lyocell, and cupra, and semi-synthetic fibers such as acetate.

動物性繊維としては、羊毛(ウール)、絹(シルク)繊維、カシミア繊維、及びアンゴラ繊維等が挙げられる。 Animal fibers include sheep's wool, silk, cashmere, and angora fibers.

負電荷を有する合成繊維として、例えば、ナイロン等のヒドロキシル基を含む樹脂及びその共重合体、ポリビニルアルコール及びその共重合体等を溶融紡糸することにより得ることができる繊維が挙げられる。ポリエステル繊維及びポリオレフィン繊維等の負電荷を有さない合成繊維に、グラフト重合及びコロナ放電処理等の後加工によって、カルボキシル基、スルホ基、スルホニル基及びヒドロキシル基等の負電荷を有する官能基を導入してもよい。 Examples of synthetic fibers having a negative charge include fibers that can be obtained by melt spinning resins containing hydroxyl groups, such as nylon, and their copolymers, polyvinyl alcohol and its copolymers, etc. Negatively charged functional groups, such as carboxyl groups, sulfo groups, sulfonyl groups, and hydroxyl groups, may be introduced into synthetic fibers that do not have a negative charge, such as polyester fibers and polyolefin fibers, by post-processing such as graft polymerization and corona discharge treatment.

繊維の長さ等の電荷及び組成以外の性質は特に限定されない。また、繊維からなる素材は、繊維製品の一部分でもよく、繊維製品の種類は限定されない。例えば、繊維製品としては、布団カバー、毛布及びシーツ等の寝装用品、カーテン、壁紙及びテーブルクロス等の室内装飾用繊維製品、帽子、シャツ及び肌着等の衣料用品、カーシート及びカーマット等の自動車部品、ぬいぐるみ等の玩具、並びに空気清浄機用フィルター、エアコン用フィルター及びマスク等のフィルター製品等が挙げられる。 Properties other than the charge and composition, such as the length of the fiber, are not particularly limited. Furthermore, the material made of fiber may be a part of a textile product, and the type of textile product is not limited. For example, textile products include bedding items such as duvet covers, blankets, and sheets, interior decoration textile products such as curtains, wallpaper, and tablecloths, clothing items such as hats, shirts, and underwear, automobile parts such as car seats and car mats, toys such as stuffed animals, and filter products such as air purifier filters, air conditioner filters, and masks.

生物素材とは、木製、革製、皮製及び毛皮製の素材を含む生物由来の素材、並びにヒト及びペット動物等の生きた生物表面をも含む。素材が由来する生物は特に限定されない。したがって、例えば、消臭を目的として、ヒトの表皮やペット動物の表面に適用すること等も包含される。 Biological materials include materials of biological origin, including wood, leather, hide, and fur materials, as well as the surfaces of living organisms such as humans and pet animals. There are no particular limitations on the organisms from which the materials are derived. Thus, for example, application to the epidermis of humans or the surfaces of pet animals for the purpose of deodorization is also included.

例えば、本発明の抗微生物素材は、素材上の微生物の増殖を抑制することができる。本発明の抗微生物素材は、光等の刺激によって変色しにくい状態で抗微生物化されているため、特に変色によって外観に不利な影響のある素材や長期間使用される素材に有利に適用される。 For example, the antimicrobial material of the present invention can inhibit the growth of microorganisms on materials. The antimicrobial material of the present invention is antimicrobial in a state in which it is not easily discolored by stimuli such as light, and is therefore advantageously applicable to materials in which discoloration can have a detrimental effect on the appearance or materials that are used for long periods of time.

以下、本発明を実施例及び図面によりさらに具体的に説明する。ただし、以下の実施例は、本発明を限定するものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples and drawings. However, the present invention is not limited to the following examples.

〔実施例1〕自己組織化ペプチドの合成
本実施例では、Fmoc基を用いたペプチド固相合成法により、自己組織化ペプチドの合成を行った。
Example 1 Synthesis of Self-Assembling Peptide In this example, a self-assembling peptide was synthesized by solid-phase peptide synthesis using an Fmoc group.

(1)ペプチド固相合成法
ペプチド固相合成法であるFmoc法を用いて行った。Fmoc法は、当技術分野において広く知られている定法にしたがって行った。ペプチド合成中、N末端をFmoc基に置換することによってN末端を保護し、Fmoc-VKVVC(配列番号10)の配列を持つペプチドを合成した。続いて、マトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型質量分析法(MALDI-TOFMS法)により、合成により得られたペプチドの質量分析を行った。
(1) Peptide solid-phase synthesis The peptide solid-phase synthesis was carried out using the Fmoc method. The Fmoc method was carried out according to a standard method widely known in the art. During peptide synthesis, the N-terminus was protected by substituting an Fmoc group, and a peptide having the sequence Fmoc-VKVVC (SEQ ID NO: 10) was synthesized. Subsequently, mass analysis of the peptide obtained by synthesis was carried out by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOFMS).

MALDI-TOFMS法による質量分析の結果、合成により得られたFmoc-VKVVCペプチドの精密質量は767.40であることがわかった。 Mass spectrometry using the MALDI-TOFMS method revealed that the exact mass of the synthesized Fmoc-VKVVC peptide was 767.40.

(2)ペプチドのβシート構造形成能の確認
合成したFmoc-VKVVCをメタノール溶液(99.5%、和光純薬株式会社)中に濃度1%(w/w)(約0.01 Mに相当)で溶解、分散させ、室温(約20℃)で約1週間静置することにより、分子の集積を促した。静置後の溶液について、フーリエ変換赤外分光(FT-IR)光度計(日本分光株式会社)を使用し、アミドI吸収が観察される波数領域(1600~1700 cm-1)における透過光を検出した。
(2) Confirmation of the peptide's ability to form β-sheet structure The synthesized Fmoc-VKVVC was dissolved and dispersed in a methanol solution (99.5%, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) at a concentration of 1% (w/w) (equivalent to approximately 0.01 M) and allowed to stand at room temperature (approximately 20°C) for approximately one week to promote molecular aggregation. After standing, the solution was subjected to Fourier transform infrared (FT-IR) spectrometer (JASCO Corporation) to detect transmitted light in the wavenumber region (1600-1700 cm -1 ) where amide I absorption is observed.

FT-IRによる赤外線透過スペクトルを図1に示す。αヘリックス構造の形成を示す1640~1660 cm-1の波数領域においては明りょうな落ち込みが見られなかった一方、βシート構造の形成を示す1615~1640 cm-1の波数領域には大きな落ち込みが見られた。合成されたペプチドにより1615~1640 cm-1の波数領域の光が選択的に吸収されたことから、このペプチドはβシート構造の自己組織化能力を有することがわかった。 The infrared transmission spectrum by FT-IR is shown in Figure 1. No clear drop was observed in the wavenumber region of 1640-1660 cm -1 , which indicates the formation of an α-helical structure, while a large drop was observed in the wavenumber region of 1615-1640 cm -1 , which indicates the formation of a β-sheet structure. The selective absorption of light in the wavenumber region of 1615-1640 cm -1 by the synthesized peptide indicated that this peptide has the ability to self-assemble into a β-sheet structure.

〔実施例2〕ペプチド-金属複合体の作製
本実施例では、実施例1で合成したペプチドと金属イオンの複合体を作製し、透過型電子顕微鏡を用いて観察を行った。
Example 2 Preparation of Peptide-Metal Complex In this example, a complex of the peptide synthesized in Example 1 and a metal ion was prepared and observed using a transmission electron microscope.

透過型電子顕微鏡による観察のために、金属として銀を使用した。実施例1(2)で作製した静置後のFmoc-VKVVCペプチドメタノール溶液(0.01 M)と硝酸銀水溶液(0.01 M、シグマ アルドリッチ ジャパン合同会社)を混合した。具体的には、マイクロピペットを用いてそれぞれの溶液を同量ずつサンプルチューブに添加し、手で振って混合した。この際、作業は暗所で行った。 For observation with a transmission electron microscope, silver was used as the metal. The Fmoc-VKVVC peptide methanol solution (0.01 M) prepared in Example 1 (2) after standing was mixed with an aqueous silver nitrate solution (0.01 M, Sigma-Aldrich Japan LLC). Specifically, equal amounts of each solution were added to a sample tube using a micropipette and mixed by shaking by hand. The work was carried out in a dark place.

得られたペプチド-銀複合体溶液を滴下することにより、TEMグリット(応研商事株式会社、#10-9999 エラスチックカーボン ELS-C075)上に観察用標本を作製した。作製された観察用標本を透過型電子顕微鏡(TEM、日本電子株式会社)を用いて観察した。 The peptide-silver complex solution was dropped onto a TEM grid (Oken Shoji Co., Ltd., #10-9999 Elastic Carbon ELS-C075) to prepare a specimen for observation. The prepared specimen for observation was observed using a transmission electron microscope (TEM, JEOL Ltd.).

TEMにより観察されたペプチド-銀複合体の様子を図2に示す。図2のA及びBに示されるように、ペプチドのβシート構造が網目状又は霧状に観察され、その上に黒い銀粒子が分散して存在しているのがわかった。100 nmを下回る大きさの銀粒子が数多く見られた。 Figure 2 shows the appearance of the peptide-silver complex as observed by TEM. As shown in Figure 2, A and B, the β-sheet structure of the peptide was observed to be mesh-like or misty, with black silver particles dispersed on top of it. Many silver particles smaller than 100 nm were observed.

〔実施例3〕ペプチド-金属複合体の布への適用
本実施例では、ペプチド-金属複合体を用いることによって、ペプチド-銀添加シルク布を作製した。
Example 3 Application of Peptide-Metal Complex to Fabric In this example, peptide-silver-added silk fabric was produced by using a peptide-metal complex.

2cm四方に裁断したシルク布に、実施例2で得られたペプチド-銀複合体溶液200μlをマイクロピペットを用いて滴下した。その後、真空ポンプを用いて、溶液滴下済みのシルク布を急速に乾燥させた。 200 μl of the peptide-silver complex solution obtained in Example 2 was dripped onto a piece of silk fabric cut into a 2 cm square using a micropipette. After that, the silk fabric with the dripped solution was quickly dried using a vacuum pump.

〔比較例〕
本比較例では、実施例3と同じ手順で、しかしペプチド-銀複合体溶液の代わりに硝酸銀水溶液を用いて硝酸銀添加シルク布を作製した。
Comparative Example
In this comparative example, silver nitrate-loaded silk fabric was prepared using the same procedure as in Example 3, but using an aqueous silver nitrate solution instead of the peptide-silver complex solution.

〔実施例4〕布におけるペプチド-金属複合体の状態の評価
本実施例では、作製された銀添加シルク布の表面を観察すると共に、光照射に伴う変色を観察した。
Example 4 Evaluation of the state of peptide-metal complex in fabric In this example, the surface of the silver-added silk fabric produced was observed, and discoloration due to light exposure was also observed.

(1)シルク布表面の観察
実施例3で得られたペプチド-銀添加シルク布と比較例で得られた硝酸銀添加シルク布の表面を走査電子顕微鏡(SEM、日立製作所)及びエネルギー分散型X線(EDX)分析装置(Oxford Instruments社)を用いて観察した。
(1) Observation of the silk cloth surface The surfaces of the peptide-silver-added silk cloth obtained in Example 3 and the silver nitrate-added silk cloth obtained in the comparative example were observed using a scanning electron microscope (SEM, Hitachi) and an energy dispersive X-ray (EDX) analyzer (Oxford Instruments).

SEMによる観察結果を図3に、EDXによる観察結果を図4に示す。図3A及びBに示されるように、シルク布表面の様子は、比較例(図3のA)と実施例3(図3のB)のシルク布の間で明りょうな違いは観察されなかった。 The results of observation by SEM are shown in Figure 3, and the results of observation by EDX are shown in Figure 4. As shown in Figures 3A and 3B, no clear difference was observed in the appearance of the silk fabric surface between the silk fabric of the Comparative Example (Figure 3A) and Example 3 (Figure 3B).

一方、図4のA及びBに示されるように、比較例のシルク布(図4のA)に比べて、実施例3のシルク布の表面には硫黄原子のシグナルが多く観察された(図4のB)。これは、側鎖にチオール基を持つシステイン(C)残基を含むFmoc-VKVVCペプチドがシルク布表面に多く存在することを示す。 On the other hand, as shown in Figures 4A and 4B, more sulfur atom signals were observed on the surface of the silk fabric of Example 3 (Figure 4B) compared to the silk fabric of the comparative example (Figure 4A). This indicates that Fmoc-VKVVC peptides containing cysteine (C) residues with thiol groups in their side chains are abundant on the silk fabric surface.

また、図4のC及びDに示されるように、比較例のシルク布(図4のC)に比べて、実施例3のシルク布の表面には銀原子のシグナルも多く観察された(図4のD)。これは、比較例では、銀原子の多くがシルク布内部に染み込むか、大きな凝集体を形成しており、シルク布表面に存在する微小な銀粒子が少ないことを示している(図4のC)。一方、実施例3のシルク布では、ペプチド-銀複合体の形成により、シルク布表面に微小な銀粒子が多くとどまっていることが明らかとなった(図4のD)。また、硫黄のシグナルの一部は、銀のシグナルの一部と共局在していた(図4のB及びD)。これは、システインが側鎖のチオール基を介して金属と結合可能であるという従来の知見と一致する。 As shown in Figures 4C and 4D, more silver atom signals were observed on the surface of the silk fabric of Example 3 (Figure 4D) than on the silk fabric of the comparative example (Figure 4C). This indicates that in the comparative example, most of the silver atoms have penetrated into the silk fabric or formed large aggregates, and there are fewer tiny silver particles on the surface of the silk fabric (Figure 4C). On the other hand, in the silk fabric of Example 3, it was revealed that many tiny silver particles remain on the surface of the silk fabric due to the formation of a peptide-silver complex (Figure 4D). In addition, some of the sulfur signals were colocalized with some of the silver signals (Figures 4B and 4D). This is consistent with the conventional knowledge that cysteine can bind to metals via the thiol group in the side chain.

(2)光を照射した布の変色反応の観察
光照射に伴う銀の凝集体の析出は、銀イオンを含む布が光照射後に茶褐色を呈することにより観察可能である。そこで、光照射に伴う銀の凝集に対するペプチドの影響を調べるため、銀添加シルク布に光を照射し、その影響を調べた。
(2) Observation of discoloration of cloth exposed to light The precipitation of silver aggregates due to light exposure can be observed by the cloth containing silver ions turning brown after light exposure. Therefore, to investigate the effect of peptides on the aggregation of silver due to light exposure, light was irradiated to a silver-added silk cloth and the effect was examined.

日光を模した光を発するソーラーシュミレーター(三永電機製作所)を用いて、比較例と実施例3のシルク布に500 Wの白色光を1時間照射した。その後、目視で光照射後のシルク布を観察した。 Using a solar simulator (Minakata Electric Manufacturing Co., Ltd.) that emits light simulating sunlight, the silk fabrics of the comparative example and example 3 were irradiated with 500 W white light for 1 hour. After that, the silk fabrics after irradiation were visually observed.

光照射後のシルク布の様子を図5に示す。図5のA及びBに示されるように、比較例のシルク布は光照射後に茶褐色に変色した(図5のA)。一方、実施例3のシルク布は光照射後においても変色しなかった(図5のB)。したがって、自己組織化ペプチドによるペプチド-銀複合体は、日光を照射されても安定であり、ペプチド-銀複合体の形成により銀の凝集体の形成が大きく抑制されていることがわかった。 Figure 5 shows the appearance of the silk fabric after light irradiation. As shown in Figures 5A and 5B, the silk fabric of the comparative example turned brownish-red after light irradiation (Figure 5A). On the other hand, the silk fabric of Example 3 did not change color even after light irradiation (Figure 5B). Therefore, it was found that the peptide-silver complex formed by the self-assembling peptide was stable even when exposed to sunlight, and that the formation of silver aggregates was greatly suppressed by the formation of the peptide-silver complex.

〔実施例5〕ペプチド-銀添加シルク布の抗菌作用の評価
本実施例では、JIS L1902の規格に従い、ペプチド-銀添加シルク布の抗菌作用を試験した。
Example 5: Evaluation of antibacterial activity of peptide-silver-added silk fabric In this example, the antibacterial activity of peptide-silver-added silk fabric was tested according to the JIS L1902 standard.

試験は菌液吸収法に従いを用いて行った。試験は、自己組織化ペプチド及び硝酸銀を1.4mLずつ混合したペプチド-銀複合体が全量(2.8mL)滴下されたペプチド-銀添加シルク布及び何も添加されていないシルク布(対照)それぞれ0.4gを用いて行った。操作の概略は以下の通りである。 The test was carried out according to the bacterial liquid absorption method. The test was carried out using 0.4 g of peptide-silver-added silk fabric onto which the entire amount (2.8 mL) of peptide-silver complex, a mixture of 1.4 mL each of self-assembling peptide and silver nitrate, was dripped, and 0.4 g of silk fabric (control) to which nothing was added. The procedure is outlined below.

まず、シルク布には、標準布(絹14目付)を用いた。オートクレーブ(120℃, 20min)滅菌処理したサンプルを滅菌チューブに詰めて、シルク布上にマイクロピペットを用いて0.2 mlの試験接種菌液を接種した。試験接種菌液としてはグラム陽性菌である黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus; 独立行政法人製品評価技術基盤機構 バイオテクノロジーセンター: NBRCより提供; NBRC No. 12732)を1.2×105個/mlの濃度で含む菌液を使用した。接種したシルク布は37℃で18時間培養した。培養後、滅菌チューブに20 mlの生理食塩水を添加し、撹拌することにより洗い出しを行った。生菌数の初期値を得るために、対照シルク布の一部においては接種の直後に同様の洗い出しを行った。洗い出しの後に、混釈培養法により生菌数を定量した。混釈培養法の概略は以下の通りである。洗い出し液1 mlを採取し、生理食塩水を用いて10倍に希釈した。この操作を繰り返し、洗い出し液の1倍希釈、10倍希釈、100倍希釈、1000倍希釈等となるように10倍希釈の希釈系列を調製した。1 mlの各希釈液をそれぞれ2枚の寒天培地上で37℃で24時間培養した。培養後のコロニー数が30~300の希釈系列においてコロニー数を計数し、2枚の平均をとった。コロニー数が1以下であった場合、平均値を1とした。 First, a standard silk cloth (silk 14 mesh) was used as the silk cloth. The samples sterilized by autoclaving (120°C, 20 min) were packed into a sterilized tube, and 0.2 ml of the test inoculum was inoculated onto the silk cloth using a micropipette. The test inoculum contained a gram-positive bacterium, Staphylococcus aureus (Provided by National Institute of Technology and Evaluation, Biotechnology Center: NBRC No. 12732), at a concentration of 1.2 × 105 /ml. The inoculated silk cloth was cultured at 37°C for 18 hours. After culture, 20 ml of physiological saline was added to the sterilized tube and washed out by stirring. To obtain the initial value of the viable cell count, a similar washout was performed on a part of the control silk cloth immediately after inoculation. After washing, the viable cell count was quantified by the pour culture method. The pour culture method is outlined below. 1 ml of the washout liquid was collected and diluted 10 times with physiological saline. This procedure was repeated to prepare a 10-fold dilution series of the washout solution, i.e., 1-fold, 10-fold, 100-fold, 1000-fold, etc. 1 ml of each dilution solution was cultured on two agar plates at 37°C for 24 hours. After culture, the number of colonies was counted for the dilution series with colony counts of 30 to 300, and the average of the two plates was taken. If the number of colonies was 1 or less, the average was taken as 1.

生菌数(CB)、増殖値(F)及び殺菌活性値(L)は以下のように算出した。
生菌数:CB=Z×R(Z:コロニー数の平均値、R:希釈倍率)
増殖値:F=Mb-Ma(Ma:接種直後の対照シルク布から計数された生菌数の常用対数、Mb:18時間培養後の対照シルク布から計数された生菌数の常用対数)
殺菌活性値:L=Ma-Mc(Mc:18時間培養後のペプチド-銀添加シルク布から計数された生菌数の常用対数)
The viable cell count (C B ), growth value (F) and bactericidal activity value (L) were calculated as follows.
Viable cell count: C B = Z × R (Z: average colony count, R: dilution factor)
Growth value: F = M b - M a (M a : common logarithm of the number of viable bacteria counted from the control silk fabric immediately after inoculation, M b : common logarithm of the number of viable bacteria counted from the control silk fabric after 18 hours of incubation)
Bactericidal activity value: L = M a - M c (M c : common logarithm of the number of viable bacteria counted from the peptide-silver-added silk fabric after 18 hours of incubation)

混釈培養法を行った後の細菌培養培地の様子を図6に示す。図6のA及びBに示されるように、対照シルク布を使用した場合は細菌の増殖が見られたが(図6のA)、ペプチド-銀添加シルク布を使用した場合はコロニーの発生が見られなかった(図6のB)。 Figure 6 shows the appearance of the bacterial culture medium after the pour plate culture method. As shown in Figure 6, A and B, bacterial growth was observed when the control silk fabric was used (Figure 6, A), but no colonies were observed when the peptide-silver-added silk fabric was used (Figure 6, B).

このことは、増殖値及び殺菌活性値からも確認された。Ma=log(9.4×104)=4.97、Mb=log(1.39×107)=7.14より、増殖値は2.17であり、試験成立条件である1.5を上回っていた。また、18時間培養後のペプチド-銀添加シルク布の生菌数は0であったため、Mc=log(1)=0より、殺菌活性値は4.97であり、殺菌活性の条件である0を大きく超えていた。このことから、実施例3で得られたペプチド-銀添加シルク布は強い抗菌活性を持つことがわかった。 This was also confirmed by the growth value and bactericidal activity value. From Ma = log (9.4 x 104 ) = 4.97 and Mb = log (1.39 x 107 ) = 7.14, the growth value was 2.17, which exceeded the test validity condition of 1.5. In addition, since the viable bacteria count on the peptide-silver-added silk fabric after 18 hours of culture was 0, from Mc = log (1) = 0, the bactericidal activity value was 4.97, which far exceeded the bactericidal activity condition of 0. From this, it was found that the peptide-silver-added silk fabric obtained in Example 3 has strong antibacterial activity.

〔実施例6〕ペプチド及び金属イオンの添加方法の比較
本実施例では、自己組織化ペプチド及び金属イオンの添加方法を変化させることにより、金属イオンが素材表面に分散して安定的に存在し得る添加条件を探索した。
[Example 6] Comparison of methods for adding peptides and metal ions In this example, the methods for adding the self-assembling peptides and metal ions were varied to explore the addition conditions under which the metal ions would be dispersed and stably present on the material surface.

実験の方法は実施例2~4にしたがって行った。金属イオンが素材表面に分散して安定的に存在し得るかどうかは、銀イオンをシルク布に適用した場合に、光照射後にシルク布が変色するか否かによって判断した。一部の条件においては、実施例2のように自己組織化ペプチド溶液と硝酸銀水溶液とを混合するのではなく、自己組織化ペプチドをシルク布に添加した後に硝酸銀水溶液を添加した。
各実験条件を表1に示す。
The experimental method was carried out according to Examples 2 to 4. Whether metal ions can be dispersed and stably present on the surface of the material was judged by whether the silk cloth changed color after light irradiation when silver ions were applied to the silk cloth. In some conditions, instead of mixing the self-assembling peptide solution and the silver nitrate aqueous solution as in Example 2, the self-assembling peptide was added to the silk cloth and then the silver nitrate aqueous solution was added.
The experimental conditions are shown in Table 1.

Figure 0007630787000001
Figure 0007630787000001

各条件における、光照射後の変色の有無は表1に示した通りであった。自己組織化ペプチド溶媒であるメタノールのみを硝酸銀と混合した場合には光照射に伴う変色が見られたことから、光照射に伴う変色の抑制が自己組織化ペプチドによる効果であることが確認された。また、硝酸銀水溶液を添加しても光照射後に変色しなかったのは、実施例2と同様の処理をした場合と、シルク布に自己組織化ペプチドを添加後、シルク布が乾く前に硝酸銀水溶液を添加した場合のみであった。このことから、自己組織化ペプチドを用いて銀イオンを素材表面に分散して安定的に存在させるためには、必ずしも自己組織化ペプチドと銀イオンを事前に混合しておく必要はなく、銀イオン添加時にシルク布が湿っていれば別々に添加してもよいことがわかった。 The presence or absence of discoloration after light irradiation under each condition is as shown in Table 1. When only methanol, the solvent for the self-assembling peptide, was mixed with silver nitrate, discoloration due to light irradiation was observed, confirming that the suppression of discoloration due to light irradiation is the effect of the self-assembling peptide. In addition, the only cases in which the addition of an aqueous silver nitrate solution did not result in discoloration after light irradiation were when the same treatment as in Example 2 was performed, and when the aqueous silver nitrate solution was added to the silk cloth after the self-assembling peptide was added and before the silk cloth dried. From this, it was found that in order to use the self-assembling peptide to disperse and stably distribute silver ions on the surface of the material, it is not necessarily necessary to mix the self-assembling peptide and silver ions in advance, and they can be added separately as long as the silk cloth is wet when the silver ions are added.

配列番号1~10:人工(合成ペプチド) Sequence numbers 1 to 10: Artificial (synthetic peptides)

Claims (21)

全長が4~30アミノ酸である自己組織化ペプチド及び該ペプチドに結合した金属イオンを含むことを特徴とする抗微生物剤であって、
前記自己組織化ペプチドが、金属イオンに結合可能な少なくとも1個のアミノ酸、少なくとも1個の塩基性アミノ酸、及び少なくとも2個の非極性アミノ酸又は中性アミノ酸を含み、
前記自己組織化ペプチドが、Lys-Val-Val-Cys(配列番号5)又はCys-Val-Val-Lys(配列番号6)に記載の配列を含み、
前記金属イオンに結合可能なアミノ酸の、前記自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2m+a番目として表現され、
前記塩基性アミノ酸の、前記自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2n+1+a番目として表現され、
前記mが、0~15の整数であり、
前記nが、0~14の整数であり、
前記aが、0又は1であり、
前記金属イオンが、抗微生物活性を有する金属イオンを含む、抗微生物剤。
An antimicrobial agent comprising a self-assembling peptide having a total length of 4 to 30 amino acids and a metal ion bound to the peptide,
the self-assembling peptide comprises at least one amino acid capable of binding to a metal ion, at least one basic amino acid, and at least two nonpolar or neutral amino acids;
the self-assembling peptide comprises a sequence as set forth in Lys-Val-Val-Cys (SEQ ID NO: 5) or Cys-Val-Val-Lys (SEQ ID NO: 6);
the positions of the amino acids capable of binding to the metal ion from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2m+a;
the positions of the basic amino acids from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2n+1+a;
The m is an integer of 0 to 15,
The n is an integer from 0 to 14,
The a is 0 or 1,
The antimicrobial agent, wherein the metal ion comprises a metal ion having antimicrobial activity.
前記自己組織化ペプチドが、βシート構造を形成する、請求項1に記載の抗微生物剤。 The antimicrobial agent according to claim 1, wherein the self-assembling peptide forms a β-sheet structure. 前記自己組織化ペプチドの全長が、4~15アミノ酸である、請求項1又は2に記載の抗微生物剤。 The antimicrobial agent according to claim 1 or 2, wherein the total length of the self-assembling peptide is 4 to 15 amino acids. 前記自己組織化ペプチドが、末端に保護基を有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の抗微生物剤。 The antimicrobial agent according to any one of claims 1 to 3, wherein the self-assembling peptide has a protecting group at its terminus. 前記金属イオンに結合可能なアミノ酸が、システイン、ヒスチジン、リシン、アスパラギン酸及びグルタミン酸からなる群から選択されるアミノ酸を少なくとも1種類含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の抗微生物剤。 The antimicrobial agent according to any one of claims 1 to 4, wherein the amino acid capable of binding to the metal ion includes at least one amino acid selected from the group consisting of cysteine, histidine, lysine, aspartic acid, and glutamic acid. 前記非極性アミノ酸又は中性アミノ酸が、バリン、イソロイシン、ロイシン、チロシン、トリプトファン、グルタミン及びセリンからなる群から選択されるアミノ酸を少なくとも1種類含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の抗微生物剤。 The antimicrobial agent according to any one of claims 1 to 5, wherein the nonpolar or neutral amino acid includes at least one amino acid selected from the group consisting of valine, isoleucine, leucine, tyrosine, tryptophan, glutamine, and serine. 前記自己組織化ペプチドが、Val-Lys-Val-Val-Cys(配列番号9)に記載の配列を含む、請求項1~のいずれか一項に記載の抗微生物剤。 The antimicrobial agent according to any one of claims 1 to 6 , wherein the self-assembling peptide comprises the sequence set forth in Val-Lys-Val-Val-Cys (SEQ ID NO: 9). 前記金属イオンが、銀イオン、銅イオン、亜鉛イオン、コバルトイオン、ニッケルイオン、鉛イオン、アルミニウムイオン、水銀イオン、ビスマスイオン、カドミウムイオン及びクロムイオンからなる群から選択される金属イオンを少なくとも1種類含む、請求項1~のいずれか一項に記載の抗微生物剤。 The antimicrobial agent according to any one of claims 1 to 7, wherein the metal ions include at least one type of metal ion selected from the group consisting of silver ions, copper ions, zinc ions, cobalt ions, nickel ions, lead ions, aluminum ions, mercury ions, bismuth ions, cadmium ions, and chromium ions. 素材表面に適用される、請求項1~のいずれか一項に記載の抗微生物剤。 The antimicrobial agent according to any one of claims 1 to 8 , which is applied to a surface of a material. 前記素材が、繊維からなる素材である、請求項に記載の抗微生物剤。 The antimicrobial agent according to claim 9 , wherein the material is a fibrous material. 前記微生物が、ウイルス、細菌又は真菌である、請求項1~10のいずれか一項に記載の抗微生物剤。 The antimicrobial agent according to any one of claims 1 to 10 , wherein the microorganism is a virus, a bacterium or a fungus. 請求項1~11のいずれか一項に記載の抗微生物剤を有効成分として含む、抗微生物組成物。 An antimicrobial composition comprising the antimicrobial agent according to any one of claims 1 to 11 as an active ingredient. 全長が4~30アミノ酸である自己組織化ペプチドと、抗微生物活性を有する金属イオンとを含むことを特徴とする抗微生物キットであって、
前記自己組織化ペプチドが、金属イオンに結合可能な少なくとも1個のアミノ酸、少なくとも1個の塩基性アミノ酸、及び少なくとも2個の非極性アミノ酸又は中性アミノ酸を含み、
前記自己組織化ペプチドが、Lys-Val-Val-Cys(配列番号5)又はCys-Val-Val-Lys(配列番号6)に記載の配列を含み、
前記金属イオンに結合可能なアミノ酸の、前記自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2m+a番目として表現され、
前記塩基性アミノ酸の、前記自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2n+1+a番目として表現され、
前記mが、0~15の整数であり、
前記nが、0~14の整数であり、
前記aが、0又は1である、抗微生物キット。
An antimicrobial kit comprising a self-assembling peptide having a total length of 4 to 30 amino acids and a metal ion having antimicrobial activity,
the self-assembling peptide comprises at least one amino acid capable of binding to a metal ion, at least one basic amino acid, and at least two nonpolar or neutral amino acids;
the self-assembling peptide comprises a sequence as set forth in Lys-Val-Val-Cys (SEQ ID NO: 5) or Cys-Val-Val-Lys (SEQ ID NO: 6);
the positions of the amino acids capable of binding to the metal ion from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2m+a;
the positions of the basic amino acids from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2n+1+a;
The m is an integer of 0 to 15,
The n is an integer from 0 to 14,
An antimicrobial kit, wherein a is 0 or 1.
前記金属イオンが、銀イオン、銅イオン、亜鉛イオン、コバルトイオン、ニッケルイオン、鉛イオン、アルミニウムイオン、水銀イオン、ビスマスイオン、カドミウムイオン及びクロムイオンからなる群から選択される金属イオンを少なくとも1種類含む、請求項13に記載の抗微生物キット。 14. The antimicrobial kit of claim 13, wherein the metal ions include at least one metal ion selected from the group consisting of silver ions, copper ions, zinc ions, cobalt ions, nickel ions, lead ions, aluminum ions, mercury ions, bismuth ions, cadmium ions, and chromium ions. 素材表面に適用される、請求項13又は14に記載の抗微生物キット。 The antimicrobial kit according to claim 13 or 14 , which is applied to a surface of a material. 全長が4~30アミノ酸である自己組織化ペプチド及び該ペプチドに結合した金属イオンが適用された抗微生物素材であって、
前記自己組織化ペプチドが、金属イオンに結合可能な少なくとも1個のアミノ酸、少なくとも1個の塩基性アミノ酸、及び少なくとも2個の非極性アミノ酸又は中性アミノ酸を含み、
前記自己組織化ペプチドが、Lys-Val-Val-Cys(配列番号5)又はCys-Val-Val-Lys(配列番号6)に記載の配列を含み、
前記金属イオンに結合可能なアミノ酸の、前記自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2m+a番目として表現され、
前記塩基性アミノ酸の、前記自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2n+1+a番目として表現され、
前記mが、0~15の整数であり、
前記nが、0~14の整数であり、
前記aが、0又は1であり、
前記自己組織化ペプチドによりβシート構造が形成され、
前記金属イオンが、抗微生物活性を有する金属イオンを含み、
前記金属イオンが、前記βシート構造上に配置されている、抗微生物素材。
An antimicrobial material comprising a self-assembling peptide having a total length of 4 to 30 amino acids and a metal ion bound to the peptide,
the self-assembling peptide comprises at least one amino acid capable of binding to a metal ion, at least one basic amino acid, and at least two nonpolar or neutral amino acids;
the self-assembling peptide comprises a sequence as set forth in Lys-Val-Val-Cys (SEQ ID NO: 5) or Cys-Val-Val-Lys (SEQ ID NO: 6);
the positions of the amino acids capable of binding to the metal ion from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2m+a;
the positions of the basic amino acids from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2n+1+a;
The m is an integer of 0 to 15,
The n is an integer from 0 to 14,
The a is 0 or 1,
the self-assembling peptide forms a β-sheet structure;
the metal ions include metal ions having antimicrobial activity;
The metal ions are arranged on the β-sheet structure.
前記素材が、繊維からなる素材である、請求項16に記載の抗微生物素材。 17. The antimicrobial material of claim 16 , wherein the material is a fibrous material. 素材の抗微生物化方法であって、
前記素材に自己組織化ペプチド溶液を添加する工程、
前記素材に、抗微生物活性を有する金属イオンを添加する工程、及び
前記素材を乾燥させる工程
を含み、
前記自己組織化ペプチドの全長が、4~30アミノ酸であり、
前記自己組織化ペプチドが、金属イオンに結合可能な少なくとも1個のアミノ酸、少なくとも1個の塩基性アミノ酸、及び少なくとも2個の非極性アミノ酸又は中性アミノ酸を含み、
前記自己組織化ペプチドが、Lys-Val-Val-Cys(配列番号5)又はCys-Val-Val-Lys(配列番号6)に記載の配列を含み、
前記金属イオンに結合可能なアミノ酸の、前記自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2m+a番目として表現され、
前記塩基性アミノ酸の、前記自己組織化ペプチドのC末端からの位置が、全て2n+1+a番目として表現され、
前記mが、0~15の整数であり、
前記nが、0~14の整数であり、
前記aが、0又は1である、方法。
A method for making a material antimicrobial, comprising the steps of:
adding a self-assembling peptide solution to the material;
adding metal ions having antimicrobial activity to the material; and drying the material,
the total length of the self-assembling peptide is 4 to 30 amino acids;
the self-assembling peptide comprises at least one amino acid capable of binding to a metal ion, at least one basic amino acid, and at least two nonpolar or neutral amino acids;
the self-assembling peptide comprises a sequence as set forth in Lys-Val-Val-Cys (SEQ ID NO: 5) or Cys-Val-Val-Lys (SEQ ID NO: 6);
the positions of the amino acids capable of binding to the metal ion from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2m+a;
the positions of the basic amino acids from the C-terminus of the self-assembling peptide are all expressed as 2n+1+a;
The m is an integer of 0 to 15,
The n is an integer from 0 to 14,
The method, wherein a is 0 or 1.
前記素材に金属イオンを添加する工程が、前記素材が湿潤な状態で行われる、請求項18に記載の抗微生物化方法。 The antimicrobial method according to claim 18 , wherein the step of adding metal ions to the material is carried out while the material is wet. 前記素材に自己組織化ペプチド溶液を添加する工程及び前記素材に金属イオンを添加する工程が、自己組織化ペプチド溶液と金属イオンを混合してから行われる、請求項18又は19に記載の抗微生物化方法。 The antimicrobial method according to claim 18 or 19 , wherein the step of adding a self-assembling peptide solution to the material and the step of adding metal ions to the material are carried out after mixing the self-assembling peptide solution with the metal ions. 前記素材に金属イオンを添加する工程が、前記素材に自己組織化ペプチド溶液を添加する工程の後、自己組織化ペプチド溶液が乾燥する前までに行われる、請求項1820のいずれか一項に記載の抗微生物化方法。 The antimicrobial method according to any one of claims 18 to 20 , wherein the step of adding metal ions to the material is carried out after the step of adding a self-assembling peptide solution to the material and before the self-assembling peptide solution is dried.
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