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月刊ファインケミカル 2007年12月号

【特集】 タンパク質材料の開発と多目的利用

商品コード: F0712

  • 発行日: 2007年11月15日
  • 価格(税込): 7,560 円
  • 体裁: B5判
  • ISBNコード: 0913-6150

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目次

【特集】タンパク質材料の開発と多目的利用
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獣毛および羽毛ケラチンの可溶化とその応用
Solubilization of Animal Hair and Feather Keratin and its Utilization

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野村義宏(東京農工大学 農学部 硬蛋白質利用研究施設 准教授)

 畜肉生産に伴い派生する獣毛(羊毛を除く)および羽毛の多くは,産業廃棄物として処理されている。その最大の原因は,毛の主成分であるケラチンが分子内外に架橋形成し,非常に硬く,高度に不溶化していることにある。毛の可溶化方法として,ネーティブに近い形の高分子で抽出する方法と,可溶化率を高めるためにペプチドやアミノ酸まで分解する方法がある。それぞれの抽出方法およびその利用方法について解説する。

【目次】
1. はじめに
2. 毛の構造
3. 可溶化方法および可溶化物の特徴
3.1 高分子としての溶解方法
(1) 過ギ酸による酸化的溶解法
(2) チオール化合物による還元的溶解法
3.2 ペプチドまで分解する方法
(1) アルカリ溶解法
(2) オートクレーブ法
(3) 加水分解法
(4) 微生物分解法
3.3 その他の方法
4. 利用用途
(1) 工業用材料
(2) 肥料・飼料
(3) 化粧品・生化学用原料
5. おわりに


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シルクの再生医療材料への応用
Application of Silk to Regenerated Medical Materials

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朝倉哲郎(東京農工大学 大学院 共生科学技術研究院 教授)
大郷耕輔(東京農工大学 工学府 産学官連携研究員)

 近年,シルクの強度や生体適合性などの特徴を生かし,シルクを材料とした再生医療材料の開発が行われるようになってきている。本稿ではそのようなシルクを原料とした新規材料について,フィルム,スポンジ,再生絹糸および不織布の作製法を述べるとともに,実際の再生医療材料として,人工血管,軟骨再生,角膜再生への応用を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. シルクの加工方法
2.1 フィルム
2.2 スポンジ
2.3 再生絹糸
2.4 不織布
3. シルクの再生医療材料への応用
3.1 人工血管
3.2 軟骨再生
3.3 角膜再生
4. 今後の展望
4.1 高い細胞接着性を有するシルクの作製
4.2 カルシウム結合配列を導入した絹様タンパク質の生産


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羊毛ケラチンの可溶化と材料化学的特性
Solubilization and Chemomaterialistic Applications of Wool Keratin

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山内清(元 大阪市立大学大学院 工学研究科 教授)

 羊毛ケラチンは多数のチオール基をもっていて,他のタンパク質とは異なった独特の特徴を示す。羊毛を原料とした酸化型および還元型ケラチンの製造法を概説するとともに,それぞれのケラチンの性質に基づいた材料化学的な研究を紹介する。また,材料原料としての問題点をあげる。

【目次】
1. はじめに
2. ケラチンの原料
3. ケラチンの分子的特徴
4. ケラチンの可溶化
4.1 ケラトース(酸化法)
4.2 S-修飾化ケラチン(還元A法)
4.3 S-スルフォケラチン(還元B法)
4.4 還元型ケラチン(還元C法)
4.5 還元型キューティクル
4.6 加水分解ケラチン
5. ケラチン再構成物質
5.1 ケラチンフィルム/キャスト法
5.2 ケラチンフィルム/加熱圧縮法
5.3 ケラチンスポンジ
5.4 ケラチンマイクロカプセル
6. ケラチン再構成物質の力学的特性・生分解性
(1) 強伸度・膨潤度など
(2) 熱特性
(3) 透過性
(4) 化学的安定性
(5) 生分解性
7. その他のケラチン関連物質
(1) 羊毛・羽毛粉
8. 結び,そして材料としてのケラチンの問題点


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ケラチン物質の可溶化技術とケラチンタンパクの応用
Extraction Methods and Application of Soluble Keratin-Proteins from Solid Keratin Materials

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上甲恭平(京都女子大学 生活福祉学科 教授)

 天然ケラチン物質をタンパク資源として応用する試みは,古くから行われてきた。タンパク質として応用するには,可溶化し溶媒に溶解可能な素材化が必要となる。本稿では,これまでに行われてきたケラチン物質の可溶化技術を概説するとともに,実用化されている応用例,今後実用化が期待される応用例について紹介する。
 
【目次】
1. はじめに
2. 素材化技術
2.1 酸化法による可溶化技術
2.2 還元法による可溶化技術
2.2.1 還元法(1);アルキル化抽出法
2.2.2 還元法(2);ミックスサルファイド抽出法
2.2.3 還元法(3);還元ミセル抽出法
2.2.4 還元法(4);チオ尿素・尿素還元抽出法
2.2.5 還元法(5);アルコール還元抽出法
3. ケラチンの特性と応用
3.1 ケラチンの化学的特性と利用例
3.1.1 テキスタイル分野での応用
3.1.2 ヘアケア分野での応用
3.1.3 その他:カプセル壁剤として
3.2 ケラチンの生物学的特性と利用例:医療分野への応用
3.2.1 フィルム(1)
3.2.2 フィルム(2)
3.2.3 スポンジ
4. おわりに


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絹タンパク質の新しい利用技術
Multi-functional Silk Proteins

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塚田益裕((独)農業生物資源研究所 絹タンパク素材開発ユニット 上級研究員)

 蚕が作る絹タンパク質のヒドロゲルが再生医療分野を支える有望な素材であることが最近知られるようになり,絹は衣料から医療素材として定着しようとしている。本稿では,酵素による絹の生分解挙動の特徴,病原細菌の増殖を抑える抗菌性の絹タンパク質の製造方法,低分子物質を吸着する絹タンパク質など,絹タンパク質の多目的利用の現状と応用例を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 酵素で分解する絹タンパク質
3. 悪臭を吸着する絹
3.1 絹不織布への有害ガスの吸着
3.2 各種タンパク質への有害ガスの吸着
4. 金属イオンを配位した抗菌性絹糸
4.1 製造法と抗菌性評価
4.2 絹糸への金属イオンの吸着
4.3 EDTA法によらない絹への抗菌性付与技術
4.4 化学修飾加工法の応用例


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羊毛ケラチンの可溶化と応用技術
Solubilization of Wool Keratin and its Application

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藤井敏弘(信州大学 繊維学部 感性工学科 教授)
加藤智子(信州大学 大学院 工学系研究科 修士課程)

 数千年も使用されている羊毛は,安全・安心な天然繊維タンパク質である。羊毛ケラチンを含めた硬ケラチンの高度利用化に着目し,分解が少なく短時間で可溶化できる方法を見いだした。生体適合性に優れたタンパク質製品の創出をめざし,可溶化タンパク質から簡便で効率よくフィルムおよび微粒子へと加工する技術を開発した。

【目次】
1. はじめに
2. 羊毛からのタンパク質の可溶化
2.1 従来の方法
2.2 新しい方法
3. 羊毛ケラチンの性質
3.1 タンパク化学的な性質
4. タンパク質フィルムの調製と性質
4.1 フィルム形成
4.2 フィルムの形態と性質
4.3 フィルムの構成成分
5. タンパク質粒子の調製と性質
6. おわりに


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羊毛のサクシニル化とその応用
Effect of Succinylation and the Pretreatments on Water Absorbance and Hygroscopicity of Wool Fibers and Powders

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小原奈津子(昭和女子大学大学院 生活機構研究科 教授)

 廃羊毛の再資源化を最終目的として,羊毛繊維および同粉末を部分加水分解あるいは還元したのち無水コハク酸を用いてサクシニル化した。この処理により,羊毛を高吸水・吸湿性材料に変換することができた。また,処理後の化学構造および結晶化度の変化が吸水性と吸湿性に及ぼす影響を明らかにした。

【目次】
1. はじめに
2. サクシニル化反応
2.1 タンパク質のサクシニル化
2.2 羊毛のサクシニル化と前処理
3. サクシニル化処理による羊毛繊維の変化
3.1 処理による羊毛の化学構造および結晶化度の変化
3.2 サクシニル化による吸水性の付与
3.3 サクシニル化による吸湿性の向上
3.4 化学構造および結晶化度の変化が吸湿・吸水性に及ぼす影響
4. おわりに


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【研究開発情報】

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1,2-メチレンジオキシベンゼン骨格を有する合成香料の開発
Development of Aroma-chemicals including 1,2-Methylenedioxybenzene Skelton

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白井昌志(宇部興産(株) 有機化学研究所 新機能ケミカル探索プロジェクト プロジェクトリーダー)

 ピペロナールやα-ピペロニルプロパナールは1,2-メチレンジオキシベンゼン骨格を有し,天然木を原料とし合成された半合成香料として知られている。しかしながら,有効成分は原料木であるサッサフラスの根から抽出するため,森林破壊が深刻化している。そこで,化成品を原料とした製法による完全合成香料を得る製法を見いだした。本稿では,原料である1,2-メチレンジオキシベンゼンおよびピペロナール,α-ピペロニルプロパナールの製法開発について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. メチレンジオキシベンゼンの工業化
3. ヘリオトロピンの工業化
4. α-ピペロニルプロパナール(HLF)の製法開発
5. おわりに


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ケミカルプロフィル

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エチルアニリン
(Ethyl aniline)

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【目次】
(1) 概要
(2) 毒性
(3) 製法
(4) 生産
(5) 需要
(6) 価格


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酒石酸アンチモニルカリウム
(Antimony potassium tartrate)

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【目次】
(1) 概要
(2) 毒性
(3) 製法
(4) 生産
(5) 需要
(6) 価格


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ロジン
(Rosin)

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【目次】
(1) 概要
(2) 毒性
(3) 製法
(4) 生産
(5) 需要
(6) 価格


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希土類
(Rare earth element)

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【目次】
(1) 概要
(2) 製法
(3) 生産
(4) 需要
(5) 価格


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コラム:技術雑記(第30話)

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畳の悲哀
永田宏二


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ニュースダイジェスト

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