• 電子版 月刊BIO INDUSTRY

検索条件

フリーワード商品検索

→詳細検索はこちら


お買い上げ合計金額2,000円以上の場合は配送料を当社負担!

cmcbooks内の検索(Yahoo検索)

商品カテゴリ

オススメコンテンツ
広告出稿のご案内
月刊誌や年鑑などの印刷物への広告から,Webやメールマガジンまで,広告出稿をお考えの方へのご案内です。

書評掲載一覧
さまざまな雑誌,新聞等で掲載していただいた書評の一覧です。(9月19日更新)

電子書籍のご案内
過去の書籍をお求めやすい価格で電子版として販売! 雑誌バックナンバーも充実!

常備書店
常時棚揃えしている全国の書店様をご紹介しています

海外注文 overseas order
海外からのご注文も承っています。


よくある質問
お問い合わせの多いご質問など,よくあるご質問を掲載しています。


弊社サイトは,グローバルサインのSSLサーバ証明書を導入しております。ご注文情報等は,全て暗号化されますので安心してご利用頂けます。

バイオミネラリゼーションとそれに倣う新機能材料の創製 (普及版)

  • Development of New Functional Materials Inspired by Biomineralization (Popular Edition)
2007年刊「バイオミネラリゼーションとそれに倣う新機能材料の創製」の普及版。バイオミネラリゼーションのプロセス・機構を生化学の観点から解明。さらにそれを模倣した機能材料創製の技術・応用展開を詳述しています。

商品コード: B1082

  • 監修: 加藤隆史
  • 発行日: 2014年6月9日
  • 価格(税込): 5,400 円
  • 体裁: B5判、308ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-0885-2
こちらの書籍については、お問い合わせください。

刊行にあたって

 バイオミネラリゼーションは、生物が鉱物(ミネラル)をつくることであり、最近大きな注目を集めている。本書は、バイオミネラリゼーションに関するより深い理解を促進し、バイオミネラリゼーションに関心を有する様々な分野の専門家間の意見交換をうながし、これにより、バイオミネラリゼーションに倣い、それを超える新材料創製のアプローチの進展に役立たせることを目的として企画された。すなわち、バイオミネラルの構造やその自己組織的形成過程に倣うことにより、精密な階層構造を有する高機能・環境低負荷・省エネルギー性の材料を創製することについての新しい方向を探る目的で編集したものである。バイオミネラリゼーションについて理解を深めるために、本書前半では、それぞれのバイオミネラリゼーションについての専門の先生方にそのメカニズムに関してご執筆いただいた。読者は、バイオミネラリゼーションを現代の科学がどのように理解しているかを知ることができる。本書後半では、このバイオミネラリゼーションの過程に倣いながら、新しい材料を創製しようとするアプローチを紹介している。バイオミネラリゼーションにおいては、人工的にはなかなか作りにくい精緻な高分子/無機複合構造の形成が自己組織的に実現しており、バイオミネラルの構造・機能に挑戦することは材料科学にとって、今後さらに重要なテーマになると考えられる。私事で恐縮であるが、編者は液晶・機能性高分子などの分子集合体・自己組織化材料の研究、すなわち有機分子を対象とした研究を20年以上行ってきている。ここでの大きな課題は「有機分子同士」の相互作用をどのように制御するかである。10年以上前に、有機分子が無機結晶の結晶核形成・成長を制御している、すなわち、無機と有機の相互作用により貝殻真珠層の美しい積層構造のような無機/有機複合体が形成されていることを知った。この自己組織化過程は、有機・無機ということに限らず人工系材料構築に共通の多くの示唆を含んでいることに気づいた。編者は、その面白さから高分子/炭酸カルシウム複合体の構築に関する研究をはじめた一人である。バイオミネラリゼーションの観点から材料科学にアプローチした研究は、まだ、それほど多くはない。しかし、AdvancedMaterials (Wiley-VCH), Advanced Functional Materials (Wiley-VCH), Chemistryof Materials (American Chemical Society), Journal of Materials Chemistry (RoyalSociety of Chemistry) などの化学系の材料関連の主要ジャーナルにおいて、バイオミネラリゼーションをキーワードの一つにした論文が増加している。
 編者の手元に一冊の優れた成書、「バイオミネラリゼーション, 渡部哲光著, 東海大学出版会, 1997年」がある。この本の冒頭に大森昌樹麻布大名誉教授が、「Biomineralization研究に関する、…近年になって、水産学・農学・考古学・応用古生物学・応用鉱物学をはじめいろいろの分野で…」という紹介記事を書いておられる。バイオミネラリゼーション研究は上記のような分野の研究者が進め発展させてこられたことがよくわかる。この記述には、化学および工学という分野は含まれていない。バイオミネラリゼーションには、それを対象としたゴードンコンファレンスや国際会議がある。しかし、まだ物づくりにかかわる材料系の研究者の参加はほとんどないのが実情である。バイオミネラリゼーションに倣う新材料創製についての機運は盛り上がっている。たとえば、社団法人高分子学会主催の2004年秋に行われた高分子討論会(北海道大学)においては、「高分子によるバイオミネラリゼーション」に関するセッション(口頭発表24件)を、編者がオーガナイザーとなって行った。材料系の学会のバイオミネラリゼーション関連のシンポジウムとしてはおそらくこれが初めてと思われる。広い範囲にわたっていた研究者が集まって相互意見の交換も始まっている。東京大学大学院農学生命科学研究科の長澤寛道教授を中心に、東京大学ではバイオミネラリゼーション研究会が活動を続けている(ホームページ : http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/biomineral/)。2006年12月には、長澤教授のお世話で、東大弥生講堂において、バイオミネラリゼーションワークショップが開催された。ここでは,幅広い分野のバイオミネラリゼーションに関する研究者が集まり、有意義な交流が行われた。
 本書の刊行が、境界領域分野であるバイオミネラリゼーション研究のさらなる一層の発展、また、新しい方向への大きな進展に貢献するきっかけとなれば幸いである。最後に、本書の刊行に多大なご協力をいただいた執筆者、また、シーエムシー出版の江幡雅之氏および仲田祐子氏に感謝申し上げる。
(「はじめに」より)

2007年1月  東京大学 加藤隆史


<普及版の刊行にあたって>

 本書は2007年に『バイオミネラリゼーションとそれに倣う新機能材料の創製』として刊行されました。普及版の刊行にあたり、内容は当時のままであり加筆・訂正などの手は加えておりませんので、ご了承ください。

2014年6月  シーエムシー出版 編集部

著者一覧

松永是   東京農工大学大学院 共生科学技術研究院 生命機能科学部門 教授、工学府長・工学部長兼任
田中祐圭   東京農工大学大学院 工学府 生命工学専攻 日本学術振興会特別研究員
井上宏隆   東京大学 大学院農学生命科学研究科 応用生命科学専攻 学術研究支援員
長澤寛道   東京大学 大学院農学生命科学研究科 応用生命化学専攻 教授
宮下知幸   近畿大学 生物理工学部 遺伝子工学科 教授
白岩善博   筑波大学 大学院生命環境科学研究科 情報生物科学専攻 教授 専攻長
茅野啓介   筑波大学 大学院生命環境科学研究科 情報生物科学専攻 博士後期課程
当瀬秀和   北海道大学 大学院水産科学研究院 海洋応用生命科学部門 増殖生物学分野 博士研究員
都木靖彰   北海道大学 大学院水産科学研究院 海洋応用生命科学部門 増殖生物学分野 教授
星和人   東京大学 大学院医学系研究科 軟骨・骨再生医療寄附講座(富士ソフト) 客員助教授
中嶋省志   ライオン(株) オーラルケア研究所;九州大学大学院 歯学府
坂本健   東京大学 大学院工学系研究科 化学生命工学専攻 博士課程
西村達也   東京大学 大学院工学系研究科 化学生命工学専攻 助手
加藤隆史   東京大学 大学院工学系研究科 化学生命工学専攻 教授
山本祐也   東京大学 大学院工学系研究科 化学生命工学専攻 博士課程 
今井宏明   慶應義塾大学 理工学部 助教授
上山憲一   大阪大学名誉教授
岡村高明   大阪大学 大学院理学研究科 高分子科学専攻 講師
山本仁   大阪大学 大学院理学研究科 高分子科学専攻 助教授
山本浩之   信州大学 繊維学部 教授
中建介   京都大学 大学院工学研究科 高分子化学専攻 助教授
小暮敏博   東京大学 大学院理学系研究科 地球惑星科学専攻 助教授
猿渡和子   東京大学 大学院理学系研究科 地球惑星科学専攻 研究員
田中順三   東京工業大学 大学院理工学研究科 材料工学専攻 教授
生駒俊之   (独)物質・材料研究機構 生体材料センター 主任研究員
山下仁大   東京医科歯科大学 生体材料工学研究所 教授
中村美穂   東京医科歯科大学 生体材料工学研究所
大槻主税   名古屋大学 大学院工学研究科 結晶材料工学専攻 教授
渡邉順司   大阪大学 大学院工学研究科 応用化学専攻 特任助教授
明石満   大阪大学 大学院工学研究科 応用化学専攻 教授
菅原彩絵   東京医科歯科大学 生体材料工学研究所 日本学術振興会特別研究員
秋吉一成   東京医科歯科大学 生体材料工学研究所 教授
菊池純一   奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科 教授
佐々木善浩  奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科 助手
橋詰峰雄   奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科 助手
英謙二   信州大学 大学院総合工学系研究科 教授
関隆広   名古屋大学 大学院工学研究科 物質制御工学専攻 教授
芝清隆   (財)癌研究会癌研究所 蛋白創製研究部 部長
佐野健一   (財)癌研究会癌研究所 蛋白創製研究部 JST研究員
小西康裕   大阪府立大学 大学院工学研究科 物質・化学系専攻 化学工学分野 教授
山下一郎   奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科 教授

執筆者の所属表記は、2007年当時のものを使用しております。

目次

【I バイオミネラリゼーションの生化学的解明】

第1章 バクテリアによるバイオナノマグネタイト生成プロセスとその応用技術
1. はじめに
2. 磁性細菌が生成するバイオナノマグネタイト
3. バイオナノマグネタイト合成に関与する生物学的因子の探索
3.1 遺伝子情報の解析に基づくアプローチ
3.1.1 トランスポゾン変異による遺伝子解析
3.1.2 全ゲノム解析
3.2 磁性細菌のトランスクリプトーム解析
3.3 プロテオミクスによる解析
3.3.1 バイオナノマグネタイトを覆う膜に存在するタンパク質の解析
3.3.2 バイオナノマグネタイトに対して強固な親和性を持つタンパク質の解析
3.3.3 バイオナノマグネタイトを覆う膜タンパク質の網羅的解析
3.4 磁性細菌M.magneticum AMB-1におけるバイオナノマグネタイト形成機構
4. バイオナノマグネタイトの工学的応用
4.1 バイオナノマグネタイトの表面修飾技術
4.2 バイオナノマグネタイト膜への機能性タンパク質アセンブリング技術とドラッグスクリーニング
4.3 バイオナノマグネタイトを用いた細胞分離技術
4.4 自動SNPs検出システムの構築
5. おわりに

第2章 アメリカザリガニにおける石灰化
1. 脱皮周期に同調した石灰化と脱石灰化
2. 胃石
2.1 胃石の形態と鉱物学的性質
2.2 胃石の有機基質
2.3 胃石の主要基質タンパク質(GAMP)
2.4 GAMP cDNAの構造と演繹アミノ酸配列
2.5 GAMPの部位特異的、時期特異的発現と発現制御
2.6 GAMPの生理活性と組織内分布
3. 外骨格
3.1 外骨格の構造
3.2 外骨格の石灰化
3.3 外骨格の形成および石灰化に関与する有機高分子
3.3.1 イオンの輸送および供給
3.3.2 クチクラタンパク質
3.3.3 石灰化制御因子の探索
3.3.4 CAP-1およびCAP-2遺伝子のクローニングおよび発現解析
3.3.5 CAP-1の構造活性相関
4. まとめと今後の展望

第3章 真珠  
1. はじめに
2. 真珠貝貝殻と外套膜の構造
3. 真珠形成と生体防御
4. 真珠層・真珠の構造
5. 真珠層の形成
5.1 真珠層の生長と季節
5.2 初期石灰化、結晶成長および真珠層多層構造形成の機構
6. 貝殻硬組織からのタンパク質抽出
6.1 炭酸脱水素酵素(Carbonic anhydrase)
6.2 パーリン
6.3 複合体
7. 炭酸カルシウム結晶の多形制御因子
8. 遺伝子の発現調節
9. おわりに

第4章 ココリス 
1. はじめに
2. 円石藻
3. ココリスの結晶学的解析および形成過程
4. ココリスの結晶成長を制御する分子
4.1 酸性多糖
4.2 ココリス形成を制御する新規分子へのアプローチ
5. まとめ

第5章 耳石(硬骨魚類) 
1. 硬骨魚類の内耳および耳石の構造
2. 無機成分から見た耳石形成
2.1 内リンパ液の電解質組成と過飽和度
2.2 小嚢上皮におけるイオン輸送機構
3. 有機成分から見た耳石形成
3.1 有機基質
3.2 内リンパ液局在性有機物
3.3 内耳小嚢局在性有機物
4. 今後の展望

第6章 骨 
1. はじめに
2. 骨バイオミネラリゼーションを構成する無機質および有機質
3. 類骨を取り巻く液性環境
4. 基質小胞の役割
5. 石灰化球の成長機構
6. その他の骨基質蛋白における骨バイオミネラリゼーションへの関与
7. おわりに

第7章 歯のBiomineralization 
1. はじめに
2. 解剖学的な構造(概要)
3. 分子レベルでの歯石灰化
3.1 エナメル質
3.2 象牙質
4. リン酸カルシウムの形成(石灰化)に関する溶液化学
4.1 飽和度(不飽和と過飽和)
4.2 石灰化の進行に影響を及ぼす物質の存在


【II バイオミネラリゼーションに倣う新機能材料の創製】

第1章 炭酸カルシウム系

1. 炭酸カルシウム薄膜 
1.1 はじめに
1.1.1 バイオミネラルと材料設計
1.1.2 真珠層の形成
1.2 真珠層に倣った薄膜結晶の作製
1.3 薄膜の多形制御と構造化
1.3.1 アラゴナイト薄膜の作製
1.3.2 パターン化薄膜
1.4 おわりに

2. アメリカザリガニ外骨格より単離・精製したペプチドによる炭酸カルシウムの結晶成長制御  
2.1 はじめに
2.2 ザリガニ外骨格中で結晶化に関与するペプチドCAP-1
2.3 CAP-1を用いたキチンマトリクス上における炭酸カルシウムの結晶成長実験
2.4 組み換えペプチドを用いたキチンマトリクス上における炭酸カルシウムの結晶成長実験
2.5 オリゴペプチドを用いたキチンマトリクス上における炭酸カルシウムの結晶成長実験
2.6 まとめ

3. ナノ結晶集積体 
3.1 はじめに
3.2 バイオミネラルの階層性とナノ構造
3.3 単結晶と多結晶の中間構造
3.4 バイオミメティックな架橋ナノ結晶集積体の合成
3.4.1 生体高分子による炭酸カルシウムのナノ結晶集積体の再構築
3.4.2 合成高分子による炭酸カルシウムの架橋ナノ結晶の形成
3.4.3 ケイ酸イオンによる炭酸カルシウムの架橋ナノ結晶の形成
3.4.4 ケイ酸イオンによるアラゴナイト型の架橋ナノ結晶の形成
3.5 架橋ナノ結晶集積体の形成メカニズム
3.6 おわりに

4. 水素結合性ポリマー配位子の炭酸カルシウム結晶への結合 
4.1 無機結晶とタンパク質の強固な結合
4.2 近傍アミドNHによるカルボン酸のpKaシフト
4.3 pKa低下による錯形成定数の増大
4.4 NH…O水素結合を持つ嵩高い配位子のCa錯体
4.5 NH…O水素結合による無機結晶と高分子配位子の強固な結合
4.6 ジカルボキシラート配位子によるCa(II)2核錯体へのキレート効果
4.7 水素結合性ポリ(カルボキシラート)/炭酸カルシウム集積体
4.8 側鎖に7員環NH…O水素結合を持つポリ(カルボキシラート)/炭酸カルシウム集積体
4.9 立体規則性をもつ水素結合性ポリ(カルボキシラート)/無機結晶複合体
4.10 配位子のコンホメーション変化による安定化と不安定化
4.11 まとめ

5. キラル炭酸カルシウム結晶 
5.1 キラリティの定義
5.2 炭酸カルシウム系バイオミネラリゼーションの生化学
5.3 バイオミネラルタンパク質の高分子化学
5.4 ホスホセリン含有ポリペプチドによる炭酸カルシウム生石灰化
5.5 キラルらせん炭酸カルシウム結晶
5.6 バイオミネラリゼーションに倣うバイオ接合材料創製

6. 水溶性高分子 
6.1 はじめに
6.2 直鎖状高分子
6.3 ブロック共重合体
6.4 グラフト共重合体
6.5 デンドリマー
6.5.1 アニオン性デンドリマー
6.5.2 デンドリマー会合体を用いた炭酸カルシウム形成
6.5.3 炭酸カルシウム系以外の例
6.5.4 ハイパーブランチポリマー
6.6 遅発性添加剤による炭酸カルシウム結晶構造制御
6.7 おわりに

7. バイオミネラルの構造解析技術―炭酸カルシウムの最近の研究例より― 
7.1 はじめに
7.2 高分解能SEM観察
7.3 電子後方散乱回折(EBSD)
7.4 集束イオンビーム法によるTEM試料の作製

第2章 リン酸カルシウム系

1. コラーゲン/アパタイト複合体 
1.1 はじめに
1.2 ウロコから角膜実質の再建
1.2.1 ウロコの組成と物性
1.2.2 ウロコの構造
1.2.3 ウロコ・コラーゲンの性質
1.3 靭帯再建の材料技術
1.3.1 骨のナノ構造と生物学的特長
1.3.2 靭帯再建とアパタイト
1.4 チューブを用いた神経再生
1.4.1 神経再生とカニの腱
1.4.2 神経を再生する
1.4.3 ナノファイバを用いたチューブの作製
1.5 アパタイトとナノDDSの開発
1.6 おわりに

2. バイオミネラリゼーションにおける分極ハイドロキシアパタイトのエレクトロベクトル効果 
2.1 はじめに
2.1.1 ベクトルセラミックス
2.1.2 エレクトロベクトルセラミックス
2.2 エレクトロベクトルセラミックスのin vitro効果
2.2.1 SBF活性
2.2.2 血漿タンパク質
2.2.3 血球細胞
2.3 エレクトロベクトルHAのin vivo効果
2.4 おわりに

3. 擬似体液中における有機高分子表面での骨類似アパタイト層の形成 
3.1 はじめに
3.2 擬似体液(SBF)
3.3 生体活性ガラスを利用する骨類似アパタイト層の形成
3.4 合成ポリアミド表面での骨類似アパタイト層の形成
3.5 天然高分子表面での骨類似アパタイト層の形成
3.6 カルボキシル基の配列が骨類似アパタイトの析出に与える影響
3.7 生成する骨類似アパタイトの制御
3.8 おわりに

4. 交互浸漬法による高分子ゲル/アパタイト 
4.1 バイオミネラルと生体骨について
4.2 交互浸漬法を基盤とした高分子ゲルのバイオミネラリゼーション
4.3 高分子ゲル/アパタイトによる埋植材料としての応用
4.4 交互浸漬法に代わる電気泳動法を基盤とした高分子ゲルのバイオミネラリゼーション
4.5 臨床研究にむけた取り組み
4.6 おわりに

5. ナノゲル/リン酸カルシウムハイブリッド粒子
5.1 はじめに
5.2 合成高分子の利用によるリン酸カルシウムの結晶成長制御
5.3 分子集合体の利用によるリン酸カルシウム微粒子の調製
5.3.1 逆相ミセル
5.3.2 高分子ミセル
5.3.3 ベシクル
5.3.4 その他の分子集合体
5.4 ナノゲルの利用によるリン酸カルシウム微粒子の調製
5.4.1 自己組織化ナノゲル
5.4.2 ナノゲル/リン酸カルシウムハイブリッドナノ粒子の形成
5.4.3 ナノゲル/リポソーム/リン酸カルシウムハイブリッドナノ粒子の形成
5.5 おわりに

第3章 シリカ系

1. セラソーム 
1.1 はじめに
1.2 セラソームの作製
1.3 セラソームの構造特性
1.4 セラソームの表面改質
1.5 分子認識に基づくセラソームの機能化
1.6 おわりに

2. ゲル化剤をテンプレートとしたシリカ合成 
2.1 はじめに
2.2 ゲル化剤
2.3 ゾル・ゲル重合に用いるテンプレート
2.4 ゾル・ゲル重合によるシリカの合成
2.4.1 単頭型アミノ酸誘導体を使ったシリカナノチューブの合成
2.4.2 双頭型アミノ酸誘導体を使ったメソポーラスシリカの合成
2.4.3 環状ジペプチド誘導体を使ったシリカの合成
2.5 ゾル・ゲル重合によるハイブリッドシリカの合成
2.6 ゾル・ゲル重合による分子集合体の固定化
2.7 おわりに

3. 界面を利用したメソ構造シリカ膜の配向制御
3.1 はじめに
3.2 偏光を用いた液晶の光配向
3.3 光架橋型液晶性高分子薄膜による光配向制御
3.3.1 光架橋型液晶高分子薄膜
3.3.2 メソ組織シリカ薄膜の光配向制御
3.3.3 メソ細孔空間内での重合反応
3.4 クロモニック液晶の固定と配向制御
3.5 おわりに

第4章 重金属

1. 金属結合ペプチドのミネラリゼーション活性を利用したナノ構造形成 
1.1 はじめに
1.2 ペプチド・アプタマーによるバイオミネラリゼーション
1.2.1 ペプチド・アプタマーとは
1.2.2 無機物結合ペプチド・アプタマー
1.2.3 チタン結合ペプチド、TBP-1
1.2.4 人工ペプチド・アプタマーの多機能性
1.2.5 ペプチド・アプタマーのもつ機能の移植
1.3 BioLBL法
1.4 おわりに

2. 微生物による貴金属ナノ粒子の調製 
2.1 はじめに
2.2 金属イオン還元細菌
2.3 貴金属ナノ粒子の生成条件
2.4 貴金属イオンに対するバイオ還元能
2.5 貴金属ナノ粒子の性状
2.6 各種の生物による金ナノ粒子の調製
2.7 おわりに

3. フェリチンを用いたバイオナノプロセス 
3.1 背景とバイオナノプロセス
3.2 フェリチン:球殻状タンパク質
3.3 フェリチン内部空間でのバイオミネラリゼーション:ナノ粒子合成
3.4 (フェリチン+ナノ粒子)複合体の基板上への配置
3.4.1 単一フェリチン基板上配置
3.4.2 基板上2次元配列化
3.5 ナノドットの電子デバイスへの応用
3.6 まとめ
このページのTOPへ