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特開2024-123483メタロ超分子ペプチドゲル形成用配位子、並びにこれを用いたメタロ超分子ペプチドゲルおよび薬物送達システム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024123483
(43)【公開日】2024-09-12
(54)【発明の名称】メタロ超分子ペプチドゲル形成用配位子、並びにこれを用いたメタロ超分子ペプチドゲルおよび薬物送達システム
(51)【国際特許分類】
C07K 5/097 20060101AFI20240905BHJP
C07K 5/117 20060101ALI20240905BHJP
A61P 35/00 20060101ALI20240905BHJP
A61K 45/00 20060101ALI20240905BHJP
A61K 47/42 20170101ALI20240905BHJP
A61K 9/48 20060101ALI20240905BHJP
A61K 47/12 20060101ALI20240905BHJP
A61K 31/704 20060101ALI20240905BHJP
A61K 9/06 20060101ALI20240905BHJP
【ＦＩ】
C07K5/097
C07K5/117 ZNA
A61P35/00
A61K45/00
A61K47/42
A61K9/48
A61K47/12
A61K31/704
A61K9/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023030933
(22)【出願日】2023-03-01
(71)【出願人】
【識別番号】504224153
【氏名又は名称】国立大学法人 宮崎大学
(74)【代理人】
【識別番号】110000671
【氏名又は名称】ＩＢＣ一番町弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】稲田 飛鳥
【テーマコード（参考）】
4C076
4C084
4C086
4H045
【Ｆターム（参考）】
4C076AA09
4C076AA58
4C076AA95
4C076CC27
4C076DD41
4C076DD41A
4C076EE41
4C076EE41A
4C084AA17
4C084MA28
4C084MA37
4C084NA13
4C084ZB261
4C086AA01
4C086AA02
4C086EA10
4C086MA02
4C086MA05
4C086MA28
4C086MA37
4C086NA13
4C086ZB26
4H045AA10
4H045AA30
4H045BA12
4H045BA13
4H045EA20
4H045FA10
(57)【要約】
【課題】ペプチドを用いてゲルを形成する技術において、安全性や生体適合性を向上させうる手段を提供する。
【解決手段】下記化学式（１）で表されるペプチドを、メタロ超分子ペプチドゲル形成用配位子として用いる：
Ｈｉｓ－Ｘ１－Ｘ２－Ｘ３・・・（１）
式中、Ｘ１は、Ｌｅｕ、Ｉｌｅ、ＰｈｅおよびＴｙｒからなる群から選択され、Ｘ２は、任意のアミノ酸であり、Ｘ３は、不存在であるか、任意のアミノ酸である。
【選択図】図１Ｃ
【解決手段】下記化学式（１）で表されるペプチドを、メタロ超分子ペプチドゲル形成用配位子として用いる：
Ｈｉｓ－Ｘ１－Ｘ２－Ｘ３・・・（１）
式中、Ｘ１は、Ｌｅｕ、Ｉｌｅ、ＰｈｅおよびＴｙｒからなる群から選択され、Ｘ２は、任意のアミノ酸であり、Ｘ３は、不存在であるか、任意のアミノ酸である。
【選択図】図１Ｃ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記化学式（１）で表されるペプチドからなる、メタロ超分子ペプチドゲル形成用配位子：
Ｈｉｓ－Ｘ１－Ｘ２－Ｘ３・・・（１）
式中、Ｘ１は、Ｌｅｕ、Ｉｌｅ、ＰｈｅおよびＴｙｒからなる群から選択され、Ｘ２は、任意のアミノ酸であり、Ｘ３は、不存在であるか、任意のアミノ酸である。
Ｈｉｓ－Ｘ１－Ｘ２－Ｘ３・・・（１）
式中、Ｘ１は、Ｌｅｕ、Ｉｌｅ、ＰｈｅおよびＴｙｒからなる群から選択され、Ｘ２は、任意のアミノ酸であり、Ｘ３は、不存在であるか、任意のアミノ酸である。
【請求項2】
水中で金属イオンに応答してゲルを形成する、請求項１に記載のメタロ超分子ペプチドゲル形成用配位子。
【請求項3】
Ｘ１がＩｌｅである、請求項１または２に記載のメタロ超分子ペプチドゲル形成用配位子。
【請求項4】
前記ペプチドが、ＨＩＩ、ＨＦＦ、ＨＬＬ、ＨＩＶ、ＨＩＡ、ＨＩＬ、ＨＩＤ、ＨＩＴ、ＨＩＦ、ＨＹＹ、ＨＩＷ、ＨＩＹ、ＨＩＩＨ、およびＨＩＩＩからなる群から選択される、請求項１または２に記載のメタロ超分子ペプチドゲル形成用配位子。
【請求項5】
請求項１または２に記載のメタロ超分子ペプチドゲル形成用配位子と、
水を含む溶媒と、
を含み、ｐＨが３を超えて７未満である、メタロ超分子ペプチドゲル形成用ペプチド溶液。
水を含む溶媒と、
を含み、ｐＨが３を超えて７未満である、メタロ超分子ペプチドゲル形成用ペプチド溶液。
【請求項6】
ｐＨが４～６である、請求項５に記載のメタロ超分子ペプチドゲル形成用ペプチド溶液。
【請求項7】
溶液中の前記メタロ超分子ペプチドゲル形成用配位子の濃度が１５ｍＭ以上である、請求項５に記載のメタロ超分子ペプチドゲル形成用ペプチド溶液。
【請求項8】
金属イオンをさらに含む、請求項５に記載のメタロ超分子ペプチドゲル形成用ペプチド溶液。
【請求項9】
前記金属イオンが銅（ＩＩ）イオンである、請求項８に記載のメタロ超分子ペプチドゲル形成用ペプチド溶液。
【請求項10】
溶液中の前記金属イオンの濃度が１５ｍＭ以上である、請求項８に記載のメタロ超分子ペプチドゲル形成用ペプチド溶液。
【請求項11】
請求項８に記載のメタロ超分子ペプチドゲル形成用ペプチド溶液がゲル化した、メタロ超分子ペプチドゲル。
【請求項12】
請求項８に記載のメタロ超分子ペプチドゲル形成用ペプチド溶液を加温してメタロ超分子ペプチドゲルを形成することを含む、メタロ超分子ペプチドゲルの製造方法。
【請求項13】
前記金属イオンが銅（ＩＩ）イオンである、請求項１２に記載のメタロ超分子ペプチドゲルの製造方法。
【請求項14】
請求項１１に記載のメタロ超分子ペプチドゲルからなる、薬物送達システム。
【請求項15】
前記メタロ超分子ペプチドゲルの内部に活性物質が包接されてなる、請求項１４に記載の薬物送達システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、メタロ超分子ペプチドゲル形成用配位子、並びにこれを用いたメタロ超分子ペプチドゲルおよび薬物送達システムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、医薬品開発や化粧品開発等の分野で，投与された物質の効能をより適切に発揮させ、かつ副作用を低減するために、ＤＤＳ（ドラッグデリバリーシステム）製剤の研究開発が盛んに行われてきた。ＤＤＳキャリアには患部に物質を選択的かつ効率的に送達する標的指向性、到達後に物質を速やかに放出する放出制御性といった高度な機能性が求められ、さらにキャリア材料自体は物質の担持容量が大きく、高い生体適合性を持つこと等、多くの条件を満たす必要がある。しかしながら、現時点でこれら全てを同時に満たすＤＤＳキャリアは極めて少ないのが現状である。
【0003】
従来、難水溶性物質の水溶性を改善するための製剤技術として、安全性の高い食用タンパク質酵素分解物（カゼイン消化ペプチド）をＤＤＳキャリアに用い、消化ペプチドとの複合化によって、多くの難水溶性薬物の水溶性や細胞膜透過性が向上することが報告されている（非特許文献１）。しかしながら、その溶解特性は物質種に大きく依存し、中には溶解性がほとんど向上しない物質も存在するという問題があった。これは、消化ペプチドには物質の水溶化に寄与しないペプチドやそのドメインが数多く含まれており、物質との複合体の安定性が低いことや、薬物放出制御性が低いことなどによるものと考えられる。
【0004】
また、ペプチドをベースとした超分子ゲルはその生体適合性，生分解性，多様な配列による調整因子の自由度の高さから極めて重要な研究分野となっており、これまでに水溶液中で自己組織化してゲル化するペプチド誘導体の研究例は数多く報告されている（非特許文献２～非特許文献６）。しかしながら、ほとんどの場合、そのペプチドは末端保護や高疎水性置換基で修飾されたものであるか、高親水性ペプチド（酸性・塩基性アミノ酸を連続して並べた配列をもつペプチド）に脂肪酸やアルキル基などの疎水性置換基を修飾した長鎖両親媒性ペプチド誘導体などを対象とした研究である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】Inada et al., Colloid. Surf. B, 208, 112062 (2021)
【非特許文献2】Marchesan et al., Chem. Commun., 48, 2195-2197 (2012)
【非特許文献3】Ishida et al., Chem. Eur. J. 25, 13523-13530 (2019)
【非特許文献4】Elsawy et al., Biomacromolecules, 23, 2624-2634 (2022)
【非特許文献5】Guchhalt et al., Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 618, 126483 (2021)
【非特許文献6】Pappas et al., Mater. Horiz., 2, 198 (2015)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従来提案されている、ペプチドを用いてゲルを形成する技術では、形成されたゲルの安全性や生体適合性が低いという問題がある。
【0007】
そこで本発明は、ペプチドを用いてゲルを形成する技術において、安全性や生体適合性を向上させうる手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った。その過程で、種々のペプチドを配位子として用いて、金属イオンと水溶液中で反応させることを試みた。その結果、驚くべきことに、特定の構造を有する未修飾単鎖ペプチドが水溶液中で金属イオンと錯形成すると均一な超分子ヒドロゲル（メタロ超分子ポリマーが溶媒で膨潤した構造体）を形成することを見出した。そして、物質担体としては報告例の少ないこのようなメタロ超分子ペプチドゲル（ＭＳＰＧ）はＤＤＳキャリアとして利用可能ではないかと着想して、本発明を完成させるに至った。
【0009】
すなわち、本発明の一形態によれば、下記化学式（１）で表されるペプチドからなる、メタロ超分子ペプチドゲル形成用配位子が提供される：
Ｈｉｓ－Ｘ１－Ｘ２－Ｘ３・・・（１）
式中、Ｘ１は、Ｌｅｕ、Ｉｌｅ、ＰｈｅおよびＴｙｒからなる群から選択され、Ｘ２は、任意のアミノ酸であり、Ｘ３は、不存在であるか、任意のアミノ酸である。
Ｈｉｓ－Ｘ１－Ｘ２－Ｘ３・・・（１）
式中、Ｘ１は、Ｌｅｕ、Ｉｌｅ、ＰｈｅおよびＴｙｒからなる群から選択され、Ｘ２は、任意のアミノ酸であり、Ｘ３は、不存在であるか、任意のアミノ酸である。
【0010】
また、本発明の他の形態によれば、上述した本発明の一形態に係るメタロ超分子ペプチドゲル形成用配位子と、水を含む溶媒とを含み、ｐＨが３を超えて７未満である、メタロ超分子ペプチドゲル形成用ペプチド溶液が提供される。
【0011】
さらに、本発明のさらに他の形態によれば、上述した本発明の一形態に係るメタロ超分子ペプチドゲル形成用ペプチド溶液がゲル化した、メタロ超分子ペプチドゲルが提供される。
【0012】
また、本発明のさらに他の形態によれば、上述した本発明の一形態に係るメタロ超分子ペプチドゲル形成用ペプチド溶液に金属イオンを添加することと、金属イオンが添加された前記メタロ超分子ペプチドゲル形成用ペプチド溶液を加温してメタロ超分子ペプチドゲルを形成することとを含む、メタロ超分子ペプチドゲルの製造方法が提供される。
【0013】
そして、本発明のさらに他の形態によれば、上述した本発明の一形態に係るメタロ超分子ペプチドゲルからなる、薬物送達システムが提供される。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、ペプチドを用いてゲルを形成する技術において、安全性や生体適合性を向上させることができる。本発明に係る技術を利用することで、従来提案されているものとは異なる、優れた性能を有する新規なＤＤＳキャリアの創製が可能と考えられる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図3A】図３Ａは、実験例３においてメタロ超分子ペプチドゲルの調製を試みた、溶液中のペプチドの濃度が１２．５ｍＭ（溶液中の金属イオン濃度は左から１２．５ｍＭ、２５ｍＭ、５０ｍＭ、１００ｍＭ、２００ｍＭ）のＣｕ－ＨＩＡ溶液の反応後の写真である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【0017】
［メタロ超分子ペプチドゲル形成用配位子］
本発明の一形態は、下記化学式（１）で表されるペプチド（以下、単に「本発明のペプチド」とも称する）からなる、メタロ超分子ペプチドゲル形成用配位子である：
Ｈｉｓ－Ｘ１－Ｘ２－Ｘ３・・・（１）
ここで、本明細書に記載のアミノ酸配列は、特に言及がない限り、慣例に従ってＮ末端（アミノ末端）側からＣ末端（カルボキシル末端）側への方向に表記される。
本発明の一形態は、下記化学式（１）で表されるペプチド（以下、単に「本発明のペプチド」とも称する）からなる、メタロ超分子ペプチドゲル形成用配位子である：
Ｈｉｓ－Ｘ１－Ｘ２－Ｘ３・・・（１）
ここで、本明細書に記載のアミノ酸配列は、特に言及がない限り、慣例に従ってＮ末端（アミノ末端）側からＣ末端（カルボキシル末端）側への方向に表記される。
【0018】
化学式（１）において、Ｘ１は、Ｌｅｕ、Ｉｌｅ、ＰｈｅおよびＴｙｒからなる群から選択され、Ｘ２は、任意のアミノ酸であり、Ｘ３は、不存在であるか、任意のアミノ酸である。
【0019】
（本発明のペプチド：化学式（１）で表されるペプチド）
本発明のペプチドは、化学式（１）：Ｈｉｓ－Ｘ１－Ｘ２－Ｘ３で表される。
本発明のペプチドは、化学式（１）：Ｈｉｓ－Ｘ１－Ｘ２－Ｘ３で表される。
【0020】
化学式（１）：Ｈｉｓ－Ｘ１－Ｘ２－Ｘ３において、Ｘ１は、Ｌｅｕ、Ｉｌｅ、ＰｈｅおよびＴｙｒからなる群から選択される。なかでも、Ｘ１は、Ｌｅｕ、ＩｌｅまたはＰｈｅであることが好ましく、Ｘ１は、ＬｅｕまたはＩｌｅであることがより好ましく、Ｉｌｅであることがさらに好ましい。
【0021】
化学式（１）において、Ｘ２は、任意のアミノ酸である。また、化学式（１）において、Ｘ３は、不存在であるか、存在する場合には任意のアミノ酸（残基）である。ここで、本明細書において「任意のアミノ酸」としては、Ａｒｇ、Ｌｙｓ、Ａｓｐ、Ａｓｎ、Ｇｌｕ、Ｇｌｎ、Ｈｉｓ、Ｐｒｏ、Ｔｙｒ、Ｔｒｐ、Ｓｅｒ、Ｔｈｒ、Ｇｌｙ、Ａｌａ、Ｍｅｔ、Ｃｙｓ、Ｐｈｅ、Ｌｅｕ、Ｖａｌ、およびＩｌｅ、ならびにこれらの類縁体が例示できる。当該類縁体としては、例えば上記２０種のアミノ酸残基の側鎖が任意の置換基で置換された誘導体等であってもよく、例えば、上記２０種のアミノ酸残基のハロゲン化誘導体（例えば、３－クロロアラニン）、２－アミノ酪酸、ノルロイシン、ノルバリン、イソバリン、２－アミノイソ酪酸、ホモフェニルアラニン、２，３－ジアミノプロピオン酸、２，４－ジアミノブタン酸、オルニチン、２－ヒドロキシグリシン、ホモセリン、ヒドロキシリジン、ヒドロキシプロリン、３，４－ジデヒドロプロリン、ホモプロリン、ホモシステイン、ホモメチオニン、アスパラギン酸エステル（例えば、アスパラギン酸－メチルエステル、アスパラギン酸－エチルエステル、アスパラギン酸－プロピルエステル、アスパラギン酸－シクロヘキシルエステル、アスパラギン酸－ベンジルエステルなど）、グルタミン酸エステル（グルタミン酸－シクロヘキシルエステル、グルタミン酸－エチルエステル、グルタミン酸－プロピルエステル、グルタミン酸－メチルエステル、グルタミン酸－ベンジルエステルなど）、ホルミルトリプトファン、２－シクロペンチルグリシン、２－シクロヘキシルグリシン、２－フェニルグリシン、２－ピリジルアラニン、３－シクロペンチルアラニン、３－シクロヘキシルアラニン、３－ピリジルアラニン、３－ピラゾリルアラニン、３－フラニルアラニン、３－チエニルアラニン、メトキシフェニルアラニン、３－ナフチルアラニン、および４－ピリジルアラニン等のアミノ酸に由来するアミノ酸残基が例示できるが、これらに制限されない。
【0022】
この本発明のペプチドは、メタロ超分子ペプチドゲルを形成する際の配位子として用いられるが、メタロ超分子ペプチドゲルに薬物等を包接させることを意図するのであれば、包接対象である薬物等の疎水性／親水性に応じて、Ｘ１およびＸ２を選択することが好ましい。例えば、包接対象である薬物等が高い疎水性を有するものである場合には、Ｘ１およびＸ２として疎水性の高いアミノ酸残基を選択することができる。Ｘ１およびＸ２は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよいが、Ｘ１とＸ２とが同じアミノ酸であることは好ましい実施形態の一つである。化学式（１）で表される本発明のペプチドのアミノ酸配列の具体例としては、ＨＩＩ、ＨＦＦ、ＨＬＬ、ＨＩＶ、ＨＩＡ、ＨＩＬ、ＨＩＤ、ＨＩＴ、ＨＩＦ、ＨＹＹ、ＨＩＷ、ＨＩＹ、ＨＩＩＨ、およびＨＩＩＩが挙げられる。
【0023】
本明細書に記載のペプチドのＣ末端は、カルボキシル基（－ＣＯＯＨ）、カルボキシレート（－ＣＯＯ－）、アミド（－ＣＯＮＨ２）またはエステル（－ＣＯＯＲ）のいずれであってもよい。ここで、Ｃ末端がエステル（－ＣＯＯＲ）である場合におけるＲとしては、例えば、メチル、エチル、ｎ－プロピル、イソプロピル、ｎ－ブチルなどのＣ１－６アルキル基、シクロペンチル、シクロヘキシルなどのＣ３－８シクロアルキル基、フェニル、α－ナフチルなどのＣ６－１２アリール基、ベンジル、フェネチルなどのフェニル－Ｃ１－２アルキル基もしくはα－ナフチルメチルなどのα－ナフチル－Ｃ１－２アルキル基などのＣ７－１４アラルキル基、ピバロイルオキシメチル基、－ＯＢｕｔ、－ＯＰａｃ（フェナシル基）、－ＯＴｃｅ（トリクロロエチル基）、－ＯＮｂ（ｐ－ニトロベンジル基）、－ＯＤｐｍ（ジフェニルメチル基）、－ＯＢｚｌ（ＯＭｅ）（ｐ－メトキシベンジル基）、－ＯＰｉｃ（４－ピコリル基）などが挙げられる。一方、本明細書に記載のペプチドのＮ末端のアミノ基は、保護基（例えば、ホルミル基、アセチル基などのＣ１－６アルカノイルなどのＣ１－６アシル基、Ｆｍｏｃ基、Ｂｏｃ基など）で保護されていてもよい。
【0024】
さらに、ＩｌｅやＴｈｒのように、側鎖に不斉炭素を有するジアステレオマーが存在するものについては、天然型（例えば、（２Ｒ＊，３Ｒ＊）－２－アミノ－３－メチルペンタン酸、および（２Ｒ＊，３Ｓ＊）－２－アミノ－３－ヒドロキシブタン酸）および非天然型（例えば、（２Ｒ＊，３Ｓ＊）－２－アミノ－３－メチルペンタン酸、および（２Ｒ＊，３Ｒ＊）－２－アミノ－３－ヒドロキシブタン酸）が特に区別なく使用されうる。すなわち、「Ｉｌｅ」は（２Ｒ＊，３Ｒ＊）－２－アミノ－３－メチルペンタン酸および（２Ｒ＊，３Ｓ＊）－２－アミノ－３－メチルペンタン酸の両方を含む意味として使用され、「Ｔｈｒ」は（２Ｒ＊，３Ｓ＊）－２－アミノ－３－ヒドロキシブタン酸および（２Ｒ＊，３Ｒ＊）－２－アミノ－３－ヒドロキシブタン酸の両方を含む意味として使用される。好ましくは、天然型ジアステレオマー（すなわち、Ｉｌｅであれば（２Ｒ＊，３Ｒ＊）－２－アミノ－３－メチルペンタン酸、Ｔｈｒであれば（２Ｒ＊，３Ｓ＊）－２－アミノ－３－ヒドロキシブタン酸）が使用される。
【0025】
また、本明細書に記載のペプチドは、遊離体であってもよいし、塩であってもよい。かような塩としては、生理学的に許容される酸（例、無機酸、有機酸）や塩基（例、アルカリ金属塩）などとの塩が用いられ、とりわけ生理学的に許容される酸付加塩が好ましい。このような塩としては、例えば、無機酸（例、塩酸、リン酸、臭化水素酸、硫酸）との塩、あるいは有機酸（例、酢酸、ギ酸、プロピオン酸、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、酒石酸、クエン酸、リンゴ酸、シュウ酸、安息香酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トリフルオロ酢酸）との塩などが用いられる。
【0026】
なお、アミノ酸にはＤ型およびＬ型の光学異性体が存在する。本明細書に記載のペプチドを構成するアミノ酸は、すべての部位においてＬ型であってもＤ型であってもよいが、好ましくはすべてのアミノ酸がＬ型である。
【0027】
本発明に係るペプチドを製造する手法について特に制限はなく、ペプチドの取得に関する従来公知の知見が適宜参照されうる。例えば、本発明のペプチドは、公知のペプチド合成法に従って製造されうる。ペプチドの合成法としては、例えば、固相合成法、液相合成法のいずれであってもよい。すなわち、本発明のペプチドを構成するアミノ酸と残余部分とを縮合させ、生成物が保護基を有する場合は保護基を脱離することにより目的のペプチドを製造することができる。公知の縮合方法や保護基の脱離としては、例えば、以下の（ｉ）～（ｖ）に記載された方法が挙げられる。
（ｉ）Ｍ．ＢｏｄａｎｓｚｋｙおよびＭ．Ａ．Ｏｎｄｅｔｔｉ、ペプチド・シンセシス（Ｐｅｐｔｉｄｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ），Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９６６年）
（ｉｉ）ＳｃｈｒｏｅｄｅｒおよびＬｕｅｂｋｅ、ザ・ペプチド（Ｔｈｅ Ｐｅｐｔｉｄｅ），Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９６５年）
（ｉｉｉ）泉屋信夫他、ペプチド合成の基礎と実験、丸善（株）（１９７５年）
（ｉｖ）矢島治明および榊原俊平、生化学実験講座１、タンパク質の化学ＩＶ、２０５、（１９７７年）
（ｖ）矢島治明監修、続医薬品の開発、第１４巻、ペプチド合成、廣川書店
このようにして得られたペプチドは、公知の精製法により精製単離することができる。ここで、精製法としては、例えば、溶媒抽出・蒸留・カラムクロマトグラフィー・液体クロマトグラフィー・再結晶などが挙げられる。
（ｉ）Ｍ．ＢｏｄａｎｓｚｋｙおよびＭ．Ａ．Ｏｎｄｅｔｔｉ、ペプチド・シンセシス（Ｐｅｐｔｉｄｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ），Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９６６年）
（ｉｉ）ＳｃｈｒｏｅｄｅｒおよびＬｕｅｂｋｅ、ザ・ペプチド（Ｔｈｅ Ｐｅｐｔｉｄｅ），Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９６５年）
（ｉｉｉ）泉屋信夫他、ペプチド合成の基礎と実験、丸善（株）（１９７５年）
（ｉｖ）矢島治明および榊原俊平、生化学実験講座１、タンパク質の化学ＩＶ、２０５、（１９７７年）
（ｖ）矢島治明監修、続医薬品の開発、第１４巻、ペプチド合成、廣川書店
このようにして得られたペプチドは、公知の精製法により精製単離することができる。ここで、精製法としては、例えば、溶媒抽出・蒸留・カラムクロマトグラフィー・液体クロマトグラフィー・再結晶などが挙げられる。
【0028】
上記方法で得られるペプチドが遊離体である場合は、公知の方法あるいはそれに準じる方法によって適当な塩に変換することができるし、逆にペプチドが塩で得られた場合は、公知の方法あるいはそれに準じる方法によって遊離体または他の塩に変換することができる。
【0029】
本発明のペプチドの合成には、通常市販のペプチド合成用樹脂を用いることができる。そのような樹脂としては、例えば、クロロメチル樹脂、ヒドロキシメチル樹脂、ベンズヒドリルアミン樹脂、アミノメチル樹脂、４－ベンジルオキシベンジルアルコール樹脂、４－メチルベンズヒドリルアミン樹脂、ＰＡＭ樹脂、４－ヒドロキシメチルメチルフェニルアセトアミドメチル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、４－（２’，４’－ジメトキシフェニル－ヒドロキシメチル）フェノキシ樹脂、４－（２’，４’－ジメトキシフェニル－Ｆｍｏｃアミノエチル）フェノキシ樹脂などが挙げられる。このような樹脂を用い、α－アミノ基と側鎖官能基を適当に保護したアミノ酸を、目的とするペプチドの配列通りに、それ自体公知の各種縮合方法に従い、樹脂上で縮合させる。反応の最後に樹脂からペプチドを切り出すと同時に各種保護基を除去して、目的のペプチドを取得する。
【0030】
原料の反応に関与すべきでない官能基の保護ならびに保護基、およびその保護基の脱離、反応に関与する官能基の活性化などは公知の基または公知の手段から適宜選択されうる。
【0031】
上述した化学式（１）のペプチドは、水を含む溶媒中で金属イオンに応答してゲルを形成するという性質を有することから、メタロ超分子ペプチドゲルを形成するための配位子として用いられる。なお、これらの構成材料によって溶液中でのゲル化現象が確認されたのは世界初であると思われる。このような短鎖ペプチドを用いて溶液のゲル化が達成できれば、従来のペプチド誘導体の合成ステップを大幅に短縮できる。また、未修飾のペプチドを用いることでヒドロゲルの安全性や生体適合性は従来のゲルよりも格段に向上する。また、従来の多くのポリマー材料とは異なり、最終的には微生物を用いたバイオプロセスにより低コストかつ短時間での大量生産が可能であるという、特筆すべき優位性もある。
【0032】
［メタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液］
本発明の他の形態によれば、当該ペプチドを含む溶液が提供される。ただし、この溶液のｐＨが３以下または７以上であると、メタロ超分子ペプチドゲルが形成されないことが本発明者の検討により判明している。すなわち、本発明の他の形態は、上述した本発明の一形態に係るメタロ超分子ペプチドゲル形成用配位子と、水を含む溶媒とを含み、ｐＨが３を超えて７未満である、メタロ超分子ペプチドゲル形成用ペプチド溶液である。この溶液のｐＨは、好ましくは３．２～６．８であり、より好ましくは３．５～６．５であり、さらに好ましくは３．８～６．２であり、特に好ましくは４～６である。
本発明の他の形態によれば、当該ペプチドを含む溶液が提供される。ただし、この溶液のｐＨが３以下または７以上であると、メタロ超分子ペプチドゲルが形成されないことが本発明者の検討により判明している。すなわち、本発明の他の形態は、上述した本発明の一形態に係るメタロ超分子ペプチドゲル形成用配位子と、水を含む溶媒とを含み、ｐＨが３を超えて７未満である、メタロ超分子ペプチドゲル形成用ペプチド溶液である。この溶液のｐＨは、好ましくは３．２～６．８であり、より好ましくは３．５～６．５であり、さらに好ましくは３．８～６．２であり、特に好ましくは４～６である。
【0033】
本形態に係るメタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液に含まれる化学式（１）のペプチドの濃度（複数のペプチドが含まれる場合はその合計濃度）は特に制限されないが、より確実にメタロ超分子ペプチドゲルを形成するという観点から、この濃度は好ましくは１５ｍＭ以上であり、より好ましくは１５～１００ｍＭであり、さらに好ましくは３０～８０ｍＭであり、特に好ましくは４０～７０ｍＭである。
【0034】
本形態に係るメタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液は、上述した本発明の一形態に係るメタロ超分子ペプチドゲル形成用配位子を必須に含むものであるが、他の配位子をさらに含んでもよい。他の配位子としては、従来公知の配位子が適宜用いられうるが、他の配位子の含有モル比率は、配位子の全量１００モル％に対して、好ましくは５０モル％未満であり、より好ましくは１０モル％以下であり、さらに好ましくは５モル％以下であり、特に好ましくは１モル％以下であり、最も好ましくは０モル％である（つまり、他の配位子を含まない）。
【0035】
（溶媒）
本形態に係るメタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液を構成する溶媒は、水を含むものであれば特に限定されない。好ましい一実施形態において、溶媒は水のみからなる。ただし、溶媒がアルコールを含むことも好ましい実施形態の一つである。アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノールおよびブタノールなどが挙げられ、このうちメタノールまたはエタノールが好ましい。なお、水およびアルコール以外の溶媒をさらに含んでもよく、このような溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶媒；ジクロロエタンなどのハロゲン原子含有溶媒；プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブなどのエーテル系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸セロソルブなどのエステル系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジアセトンアルコールなどのケトン系溶媒；ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶媒などが挙げられる。
本形態に係るメタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液を構成する溶媒は、水を含むものであれば特に限定されない。好ましい一実施形態において、溶媒は水のみからなる。ただし、溶媒がアルコールを含むことも好ましい実施形態の一つである。アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノールおよびブタノールなどが挙げられ、このうちメタノールまたはエタノールが好ましい。なお、水およびアルコール以外の溶媒をさらに含んでもよく、このような溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶媒；ジクロロエタンなどのハロゲン原子含有溶媒；プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブなどのエーテル系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸セロソルブなどのエステル系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジアセトンアルコールなどのケトン系溶媒；ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶媒などが挙げられる。
【0036】
（金属イオン）
上述したように、化学式（１）のペプチドは、水中で金属イオンに応答してゲルを形成するという性質を有するが、本形態に係る溶液中で金属イオンと共存していても、室温等の条件下においてはゲルを形成することなく長期間にわたり安定な溶液として存在しうる。したがって、本形態に係るメタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液は、金属イオンをさらに含むものであってもよい。
上述したように、化学式（１）のペプチドは、水中で金属イオンに応答してゲルを形成するという性質を有するが、本形態に係る溶液中で金属イオンと共存していても、室温等の条件下においてはゲルを形成することなく長期間にわたり安定な溶液として存在しうる。したがって、本形態に係るメタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液は、金属イオンをさらに含むものであってもよい。
【0037】
金属イオンの種類について特に制限はないが、金属イオンとしては、例えば、銅イオン、マグネシウムイオン、亜鉛イオン、コバルトイオン、ニオブイオン、ジルコニウムイオン、カドミウムイオン、ニッケルイオン、クロムイオン、バナジウムイオン、チタンイオン、モリブデンイオン、鉄イオン、アルミニウムイオン、カルシウムイオンおよびストロンチウムイオンからなる群から選択される１種または２種以上が挙げられる。なかでも、金属イオンは、銅イオン、マグネシウムイオン、亜鉛イオン、鉄イオン、アルミニウムイオンまたはカルシウムイオンであることが好ましく、銅イオンまたはマグネシウムイオンであることがより好ましく、銅イオンであることが特に好ましく、銅（ＩＩ）イオンであることが最も好ましい。金属イオンは１種のみが単独で用いられてもよいが、２種以上が併用されてもよい。ただし、金属イオンは１種のみであることがより好ましい。
【0038】
金属イオン源としては、上述した金属イオンを含む化合物（塩）が適宜用いられうるが、一例としては、上述した金属イオンを含む硝酸塩、硫酸塩、アンモニウム塩、アミン、炭酸塩、重炭酸塩、臭化物、塩化物などのハロゲン化物、亜硝酸塩、蓚酸塩などの無機塩類、ギ酸塩、酢酸塩などのカルボン酸塩および水酸化物、アルコキシド、酸化物などの、溶媒中で上記金属イオンを発生する化合物（塩）が好ましく挙げられる。上記金属イオンを含む化合物（塩）としては、１種のみを単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。金属イオンを含む化合物（塩）の使用量についても特に制限はなく、形成されるメタロ超分子ペプチドゲルについて想定される構造を考慮して、上記配位子との配合比を適宜決定すればよい。
【0039】
本形態に係るメタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液が金属イオンを含む場合、当該金属イオンの濃度（複数の金属イオンが含まれる場合はその合計濃度）は特に制限されないが、より確実にメタロ超分子ペプチドゲルを形成するという観点から、この濃度は好ましくは１５ｍＭ以上であり、より好ましくは１５～２００ｍＭであり、さらに好ましくは１５～１５０ｍＭであり、特に好ましくは２５～１００ｍＭである。
【0040】
（ｐＨ調整剤）
本形態に係るメタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液は、溶液のｐＨを上記所定の範囲内に制御する目的で、ｐＨ調整剤をさらに含んでもよい。ｐＨ調整剤は、無機酸、有機酸、および塩基のいずれであってもよく、また、無機化合物および有機化合物のいずれであってもよい。ｐＨ調整剤は、１種単独でも、または２種以上混合しても用いることができる。
本形態に係るメタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液は、溶液のｐＨを上記所定の範囲内に制御する目的で、ｐＨ調整剤をさらに含んでもよい。ｐＨ調整剤は、無機酸、有機酸、および塩基のいずれであってもよく、また、無機化合物および有機化合物のいずれであってもよい。ｐＨ調整剤は、１種単独でも、または２種以上混合しても用いることができる。
【0041】
ｐＨ調整剤として使用できる無機酸の具体例としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、フッ酸、ホウ酸、炭酸、次亜リン酸、亜リン酸およびリン酸が挙げられる。なかでも好ましいのは、塩酸、硫酸、硝酸またはリン酸である。また、ｐＨ調整剤として使用できる有機酸の具体例としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、２－メチル酪酸、ｎ－ヘキサン酸、３，３－ジメチル酪酸、２－エチル酪酸、４－メチルペンタン酸、ｎ－ヘプタン酸、２－メチルヘキサン酸、ｎ－オクタン酸、２－エチルヘキサン酸、安息香酸、グリコール酸、サリチル酸、グリセリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、乳酸、ジグリコール酸、２－フランカルボン酸、２，５－フランジカルボン酸、３－フランカルボン酸、２－テトラヒドロフランカルボン酸、メトキシ酢酸、メトキシフェニル酢酸およびフェノキシ酢酸が挙げられる。また、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸およびイセチオン酸等の硫黄を含む酸を使用してもよい。
【0042】
なお、無機酸または有機酸の代わりにあるいは無機酸または有機酸と組み合わせて、無機酸または有機酸のアルカリ金属塩等の塩をｐＨ調整剤として用いてもよい。弱酸と強塩基、強酸と弱塩基、または弱酸と弱塩基の組み合わせの場合、ｐＨの緩衝作用が期待できる。
【0043】
［メタロ超分子ペプチドゲル］
本発明のさらに他の形態は、上述したメタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液がゲル化したメタロ超分子ペプチドゲルを提供する。このゲルは、上記溶液がゲル化したものであるから、その構成成分や配合量は上述したメタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液と同じである。また、本発明者の検討によれば、メタロ超分子ペプチドゲル中では、配位子を構成するペプチドのアミノ酸配列中のヒスチジン（Ｈｉｓ）残基の側鎖のイミダゾール環や、末端のカルボキシ基およびアミノ基、ペプチド結合のアミド部位が金属イオン（Ｃｕ（ＩＩ））に配位して錯体を形成することによってゲルの三次元構造が保持されているものと推測されている。
本発明のさらに他の形態は、上述したメタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液がゲル化したメタロ超分子ペプチドゲルを提供する。このゲルは、上記溶液がゲル化したものであるから、その構成成分や配合量は上述したメタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液と同じである。また、本発明者の検討によれば、メタロ超分子ペプチドゲル中では、配位子を構成するペプチドのアミノ酸配列中のヒスチジン（Ｈｉｓ）残基の側鎖のイミダゾール環や、末端のカルボキシ基およびアミノ基、ペプチド結合のアミド部位が金属イオン（Ｃｕ（ＩＩ））に配位して錯体を形成することによってゲルの三次元構造が保持されているものと推測されている。
【0044】
上述した形態に係るメタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液をゲル化させてメタロ超分子ペプチドゲルを形成するには、当該溶液を一定時間加温すればよい。すなわち、本発明のさらに他の形態は、金属イオンを含むメタロ超分子ペプチドゲル形成用ペプチド溶液を加温してメタロ超分子ペプチドゲルを形成すること（加温工程）を含む、メタロ超分子ペプチドゲルの製造方法を提供する。当該製造方法の原料であるメタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液および金属イオンの詳細については、上述した通りである。
【0045】
本形態に係る製造方法の原料であるメタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液は金属イオンを含むものであるが、この金属イオンは予め当該溶液に含まれた状態のものであってもよいし、ゲルの調製時に用時で添加されたものであってもよい。
【0046】
加温工程では、反応系を例えば４０℃以上１５０℃以下の温度範囲で加温することができる。加温の際の温度は、４０℃以上が好ましく、６０℃以上がより好ましく、７０℃以上としてもよい。一方、この加温温度は、１５０℃以下が好ましく、１２０℃以下がより好ましく、１００℃以下がより好ましく、８０℃以下としてもよい。また、この加温工程は、常圧下で行ってもよいし、真空下で行ってもよい、加熱工程を常圧下で行うと、構造への負担が少なく好ましい。また、加温工程を真空下で行うと、処理時間をより短縮することができ好ましい。この工程において、加温処理する加温時間は、例えば、１時間以上４８時間以下の範囲が好ましく、２時間以上２４時間以下の範囲がより好ましい。
【0047】
［メタロ超分子ペプチドゲルの用途］
本発明の一形態に係るメタロ超分子ペプチドゲルは、例えば、外用剤等の薬物送達システム（ＤＤＳ）として利用可能である。すなわち、本発明によれば、上述したメタロ超分子ペプチドゲルからなる薬物送達システム（ＤＤＳ）もまた、提供される。この薬物送達システム（ＤＤＳ）においては、メタロ超分子ペプチドゲルの内部に活性物質が包接されていることが好ましい。このような構成とすることで、本発明に係る薬物送達システム（ＤＤＳ）は、標的部位へ到達した後、メタロ超分子ペプチドゲルの崩壊を通じて、包接された活性物質を当該標的部位において制御放出（controlled release）することができる。このため、副作用が問題となりうる薬物等を標的部位のみに選択的に送達することができるといった利点がある。
本発明の一形態に係るメタロ超分子ペプチドゲルは、例えば、外用剤等の薬物送達システム（ＤＤＳ）として利用可能である。すなわち、本発明によれば、上述したメタロ超分子ペプチドゲルからなる薬物送達システム（ＤＤＳ）もまた、提供される。この薬物送達システム（ＤＤＳ）においては、メタロ超分子ペプチドゲルの内部に活性物質が包接されていることが好ましい。このような構成とすることで、本発明に係る薬物送達システム（ＤＤＳ）は、標的部位へ到達した後、メタロ超分子ペプチドゲルの崩壊を通じて、包接された活性物質を当該標的部位において制御放出（controlled release）することができる。このため、副作用が問題となりうる薬物等を標的部位のみに選択的に送達することができるといった利点がある。
【0048】
「活性物質」とは、それ自体の徐放化が有益であり、かつ、その薬物送達システム（ＤＤＳ）からの放出が何らかの手段で検出可能な物質を意味する。生理活性作用を有する生理活性物質は、この「活性物質」の１種である。
【0049】
「生理活性物質」とは、生物の営む精妙な生命現象に、微量で関与し影響を与える有機物質および無機物質の総称である。生理活性物質としては、動物、好ましくはヒトに投与できる任意の化合物あるいは物質組成物であれば、特に限定されない。例えば生理活性物質としては、体内で生理活性を発揮し、疾患の予防または治療に有効な化合物または組成物、例えば造影剤等の診断に用いる化合物または組成物、さらに遺伝子治療に有用な遺伝子等も含まれる。
【0050】
活性物質（または生理活性物質）として、各種の医薬品を好適に用いることができる。例えば、抗癌剤、抗生物質、鎮痛剤、免疫増強剤、免疫抑制剤、抗血栓剤、気管支拡張剤、高血圧剤、成長因子、ホルモンなどが用いられうる。
【0051】
活性物質として、例えば抗腫瘍剤（抗癌剤）を好適に用いることができる。抗腫瘍剤としては、例えば、アルキル化剤、各種代謝拮抗剤、抗腫瘍性抗生物質、その他抗腫瘍剤、抗腫瘍性植物成分、ＢＲＭ（生物学的応答性制御物質）、血管新生阻害剤、細胞接着阻害剤、マトリックス・メタロプロテアーゼ阻害剤またはホルモン等が挙げられる。
【0052】
なお、上述した金属有機構造体の内部に薬物等の活性物質を包接させる手法について特に制限はなく、従来公知の知見が適宜参照されうる。例えば、上述した方法により作製したメタロ超分子ペプチドゲルと、包接させたい活性物質とを適当な溶媒中で混合し、必要に応じて加熱した後に乾燥させることにより薬物送達システムを得ることができる。また、場合によっては、配位子（ペプチド）と金属イオンとを含む溶液を加温してメタロ超分子ペプチドゲルを製造する際の反応系に、包接させたい活性物質を共存させることによっても薬物送達システムを得ることができる。
【0053】
また、本発明に係るメタロ超分子ペプチドゲルは、ＤＤＳのほかにも、細胞足場材料（細胞外マトリクス模倣体）や組織再生材料（再生軟骨など）、断熱材・防音材、触媒、分離機能材料、増粘剤、局所止血剤、人工水晶体などとしても用いられうる。
【実施例0054】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
【0055】
［実験例１］
（メタロ超分子ペプチドゲル形成用配位子ペプチドの合成）
まず、配位子ペプチドとして、１６種類の未修飾短鎖ペプチド（ＨＩＩ、ＨＦＦ、ＨＬＬ、ＨＩＶ、ＨＩＡ、ＨＩＬ、ＨＩＤ、ＨＩＴ、ＨＩＦ、ＨＹＹ、ＨＩＷ、ＨＩＹ、ＨＷＷ、ＩＨＩ、ＨＩＩＨ、ＨＩＩＩ）を、それぞれＦｍｏｃ固相合成法によって合成した。これらのペプチドはいずれも、金属イオンが存在しないｐＨ１～７の水溶液中ではゲル化しないことを確認した。
（メタロ超分子ペプチドゲル形成用配位子ペプチドの合成）
まず、配位子ペプチドとして、１６種類の未修飾短鎖ペプチド（ＨＩＩ、ＨＦＦ、ＨＬＬ、ＨＩＶ、ＨＩＡ、ＨＩＬ、ＨＩＤ、ＨＩＴ、ＨＩＦ、ＨＹＹ、ＨＩＷ、ＨＩＹ、ＨＷＷ、ＩＨＩ、ＨＩＩＨ、ＨＩＩＩ）を、それぞれＦｍｏｃ固相合成法によって合成した。これらのペプチドはいずれも、金属イオンが存在しないｐＨ１～７の水溶液中ではゲル化しないことを確認した。
【0056】
（金属イオンの添加によるメタロ超分子ペプチドゲル形成用ペプチド溶液の調製）
次いで、上記で合成した配位子ペプチドを１５μｍｏｌ相当ずつ測り取り、そこに０．０５Ｍ Ｃｕ（ＯＡｃ）２・Ｈ２Ｏ水溶液を等モル（３００μＬ）添加して、ペプチド－金属溶液（メタロ超分子ペプチドゲル形成用ペプチド溶液）を調製した。
次いで、上記で合成した配位子ペプチドを１５μｍｏｌ相当ずつ測り取り、そこに０．０５Ｍ Ｃｕ（ＯＡｃ）２・Ｈ２Ｏ水溶液を等モル（３００μＬ）添加して、ペプチド－金属溶液（メタロ超分子ペプチドゲル形成用ペプチド溶液）を調製した。
【0057】
（メタロ超分子ペプチドゲルの調製）
その後、上記で調製した溶液を３時間、サーモシェイカー（６０℃、１５００ｒｐｍ）を用いて振とうさせて、メタロ超分子ペプチドゲルの調製を試みた。
その後、上記で調製した溶液を３時間、サーモシェイカー（６０℃、１５００ｒｐｍ）を用いて振とうさせて、メタロ超分子ペプチドゲルの調製を試みた。
【0058】
その結果、ＨＷＷおよびＩＨＩを除く１４種類の配位子ペプチドを用いた場合には、Ｃｕ２＋イオンの添加によって溶液がゲル化したことが確認された。これらのうち、Ｃｕ－ＨＩＩ（ゲル化）、Ｃｕ－ＨＦＦ（ゲル化）およびＣｕ－ＩＨＩ（ゲル化せず）の反応後の写真を図１Ａの（ａ）～（ｃ）にそれぞれ示す。また、Ｃｕ－ＨＬＬ（ゲル化）の反応後の写真を図１Ｂに示す。さらに、Ｃｕ－ＨＩＶ、Ｃｕ－ＨＩＡ、Ｃｕ－ＨＩＬ（いずれもゲル化）の反応後の写真を図１Ｃの（ａ）～（ｃ）にそれぞれ示し、Ｃｕ－ＨＩＤ、Ｃｕ－ＨＩＴ、Ｃｕ－ＨＩＩＨ（いずれもゲル化）の反応後の写真を図１Ｄの（ａ）～（ｃ）にそれぞれ示す。なお、Ｃｕ－ＨＩＴ溶液については、６０℃に加温した状態ではゲル化せずに溶液のままであったが、２５℃程度まで冷却するとゲル化するという性質（温度応答性）を顕著に発現した。
【0059】
［実験例２］
（メタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液のｐＨがゲル化能に及ぼす影響）
配位子ペプチドとしてＨＩＩを用い、上記実験例１と同じ方法によりメタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液を調製した。この際、１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液または１Ｎ塩酸を用いて、溶液のｐＨを３、４、５、６または７に調整した。そして、上記実験例１と同じ方法により、メタロ超分子ペプチドゲルの調製を試みた。その結果、ｐＨ４、５、６の溶液については、Ｃｕ２＋イオンの添加によって溶液がゲル化したことが確認された。これに対し、ｐＨ３、７の溶液についてはゲル化が確認されなかった。ｐＨが３、４、５、６、７である溶液の反応後の写真を図２の（ａ）～（ｅ）にそれぞれ示す。
（メタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液のｐＨがゲル化能に及ぼす影響）
配位子ペプチドとしてＨＩＩを用い、上記実験例１と同じ方法によりメタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液を調製した。この際、１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液または１Ｎ塩酸を用いて、溶液のｐＨを３、４、５、６または７に調整した。そして、上記実験例１と同じ方法により、メタロ超分子ペプチドゲルの調製を試みた。その結果、ｐＨ４、５、６の溶液については、Ｃｕ２＋イオンの添加によって溶液がゲル化したことが確認された。これに対し、ｐＨ３、７の溶液についてはゲル化が確認されなかった。ｐＨが３、４、５、６、７である溶液の反応後の写真を図２の（ａ）～（ｅ）にそれぞれ示す。
【0060】
［実験例３］
（メタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液における金属イオンおよびペプチドの濃度がゲル化能に及ぼす影響）
配位子ペプチドとしてＨＩＡを用い、上記実験例１と同じ方法によりメタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液を調製した。この際、添加するＣｕ（ＯＡｃ）２・Ｈ２Ｏ水溶液の濃度を１２．５ｍＭ、２５ｍＭ、５０ｍＭ、１００ｍＭまたは２００ｍＭとし、この水溶液の添加量を２００μＬとした。また、これらのそれぞれに対し、添加する配位子ペプチド（ＨＩＡ）の溶液中の濃度が１２．５ｍＭまたは５０ｍＭとなるようにペプチドの添加量を変化させた。このようにして、合計１０個の溶液サンプルを調製した。そして、各溶液サンプルを用いて、上記実験例１と同じ方法により、メタロ超分子ペプチドゲルの調製を試みた。その結果、溶液中の金属イオン濃度が１２．５ｍＭの溶液サンプルについてはペプチドの濃度にかかわらずゲル化しなかった。また、溶液中の金属イオン濃度が２００ｍＭの溶液サンプルについては、ペプチドの濃度が１２．５ｍＭのときにはゲル化しなかった。これに対し、それ以外の溶液サンプルについては、ゲル化が確認された。溶液中のペプチドの濃度が１２．５ｍＭの溶液サンプルの反応後の写真を図３Ａの（ａ）～（ｅ）にそれぞれ示す（溶液中の金属イオン濃度は左から１２．５ｍＭ、２５ｍＭ、５０ｍＭ、１００ｍＭ、２００ｍＭ）。また、溶液中のペプチドの濃度が５０ｍＭの溶液サンプルの反応後の写真を図３Ｂの（ａ）～（ｅ）にそれぞれ示す（溶液中の金属イオン濃度は左から１２．５ｍＭ、２５ｍＭ、５０ｍＭ、１００ｍＭ、２００ｍＭ）。なお、溶液中のペプチド濃度が高くなるほど、また、金属イオン濃度が高くなるほどゲル加速度は増加することが確認された。さらに、金属イオン濃度の上昇に伴ってゲルの色も濃くなったことから、ゲル中ではペプチドが金属イオンに配位していることが示唆された。
（メタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液における金属イオンおよびペプチドの濃度がゲル化能に及ぼす影響）
配位子ペプチドとしてＨＩＡを用い、上記実験例１と同じ方法によりメタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液を調製した。この際、添加するＣｕ（ＯＡｃ）２・Ｈ２Ｏ水溶液の濃度を１２．５ｍＭ、２５ｍＭ、５０ｍＭ、１００ｍＭまたは２００ｍＭとし、この水溶液の添加量を２００μＬとした。また、これらのそれぞれに対し、添加する配位子ペプチド（ＨＩＡ）の溶液中の濃度が１２．５ｍＭまたは５０ｍＭとなるようにペプチドの添加量を変化させた。このようにして、合計１０個の溶液サンプルを調製した。そして、各溶液サンプルを用いて、上記実験例１と同じ方法により、メタロ超分子ペプチドゲルの調製を試みた。その結果、溶液中の金属イオン濃度が１２．５ｍＭの溶液サンプルについてはペプチドの濃度にかかわらずゲル化しなかった。また、溶液中の金属イオン濃度が２００ｍＭの溶液サンプルについては、ペプチドの濃度が１２．５ｍＭのときにはゲル化しなかった。これに対し、それ以外の溶液サンプルについては、ゲル化が確認された。溶液中のペプチドの濃度が１２．５ｍＭの溶液サンプルの反応後の写真を図３Ａの（ａ）～（ｅ）にそれぞれ示す（溶液中の金属イオン濃度は左から１２．５ｍＭ、２５ｍＭ、５０ｍＭ、１００ｍＭ、２００ｍＭ）。また、溶液中のペプチドの濃度が５０ｍＭの溶液サンプルの反応後の写真を図３Ｂの（ａ）～（ｅ）にそれぞれ示す（溶液中の金属イオン濃度は左から１２．５ｍＭ、２５ｍＭ、５０ｍＭ、１００ｍＭ、２００ｍＭ）。なお、溶液中のペプチド濃度が高くなるほど、また、金属イオン濃度が高くなるほどゲル加速度は増加することが確認された。さらに、金属イオン濃度の上昇に伴ってゲルの色も濃くなったことから、ゲル中ではペプチドが金属イオンに配位していることが示唆された。
【0061】
［実験例４］
（走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による反応後のサンプルの画像解析）
上記でメタロ超分子ペプチドゲルの調製を試みたサンプルについて、以下の方法により、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察を行った。
（走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による反応後のサンプルの画像解析）
上記でメタロ超分子ペプチドゲルの調製を試みたサンプルについて、以下の方法により、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察を行った。
【0062】
１）まず、ＳＥＭ観察用シリコンチップとして、株式会社アライアンスバイオシステムズ製のシリコンチップを準備した。アセトンの入ったビーカーにこのシリコンチップを入れて、超音波洗浄を行った。次に、２－プロパノールの入ったビーカーにこのシリコンチップを移し、超音波洗浄を行った。さらに、蒸留水によりシリコンチップをすすぎ洗いし、ダストクリーナーで乾燥させた。
【0063】
２）サンプルの添加
上記の各実験例においてサーモシェイカーを用いて処理した後のサンプルを、上記１）で洗浄したシリコンチップにピペッターを用いて少量滴下した。
上記の各実験例においてサーモシェイカーを用いて処理した後のサンプルを、上記１）で洗浄したシリコンチップにピペッターを用いて少量滴下した。
【0064】
３）上記でサンプルを添加したシリコンチップについて、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察を行った。
【0065】
ＳＥＭによる観察結果として、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＩを用いたメタロ超分子ペプチドゲルを１５０倍、２００００倍、５００００倍の倍率で観察した写真を図４Ａの（ａ）～（ｃ）にそれぞれ示し、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＦを同様に観察した写真を図４Ｂの（ａ）～（ｃ）にそれぞれ示し、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＶを同様に観察した写真を図４Ｃの（ａ）～（ｃ）にそれぞれ示し、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＡを同様に観察した写真を図４Ｄの（ａ）～（ｃ）にそれぞれ示し、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＬを同様に観察した写真を図４Ｅの（ａ）～（ｃ）にそれぞれ示し、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＤを用いたメタロ超分子ペプチドゲルを３００００倍、５００００倍の倍率で観察した写真を図４Ｆの（ａ）～（ｂ）にそれぞれ示し、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＴを用いたメタロ超分子ペプチドゲルを２５０００倍、５００００倍の倍率で観察した写真を図４Ｇの（ａ）～（ｂ）にそれぞれ示し、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＩＨを用いたメタロ超分子ペプチドゲルを３００００倍、５００００倍の倍率で観察した写真を図４Ｈの（ａ）～（ｂ）にそれぞれ示す。また、上記実験例２のＣｕ－ＨＩＩ（ｐＨ３）（ゲル化せず）を用いた反応物を１００倍、１００００倍、５００００倍の倍率で観察した写真を図４Ｉの（ａ）～（ｃ）にそれぞれ示し、上記実験例２のＣｕ－ＨＩＩ（ｐＨ４）を用いたメタロ超分子ペプチドゲルを１５０倍、２００００倍、５００００倍の倍率で観察した写真を図４Ｊの（ａ）～（ｃ）にそれぞれ示し、上記実験例２のＣｕ－ＨＩＩ（ｐＨ７）（ゲル化せず）を用いた反応物を１００倍、１００００倍、５００００倍の倍率で観察した写真を図４Ｋの（ａ）～（ｃ）にそれぞれ示す。これらの観察画像からわかるように、本発明に係る配位子ペプチドを用いたメタロ超分子ペプチドゲルは、ペプチドの種類によって様々な繊維構造を示すことがわかる。このように、本発明に係るメタロ超分子ペプチドゲルは、ナノファイアバー様の三次元網目状ナノ構造体へと自己組織化し、その隙間に溶媒を保持してヒドロゲルを形成しているものと考えられる。
【0066】
［実験例５］
（フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ－ＩＲ）を用いた反応前後の構造変化の解析）
上記でメタロ超分子ペプチドゲルの調製を試みたサンプルのいくつかについて、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ－ＩＲ）を用いて、反応後のサンプルおよび原料として用いた配位子ペプチドのＩＲスペクトルを取得し、比較した。その結果として、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＩを用いたメタロ超分子ペプチドゲルおよび原料配位子ペプチド（ＨＩＩ）のＩＲスペクトルを図５Ａに示す。同様に、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＦを用いたメタロ超分子ペプチドゲルおよび原料配位子ペプチド（ＨＩＦ）のＩＲスペクトルを図５Ｂに示し、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＶを用いたメタロ超分子ペプチドゲルおよび原料配位子ペプチド（ＨＩＶ）のＩＲスペクトルを図５Ｃに示し、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＡを用いたメタロ超分子ペプチドゲルおよび原料配位子ペプチド（ＨＩＡ）のＩＲスペクトルを図５Ｄに示し、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＬを用いたメタロ超分子ペプチドゲルおよび原料配位子ペプチド（ＨＩＬ）のＩＲスペクトルを図５Ｅに示し、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＤを用いたメタロ超分子ペプチドゲルおよび原料配位子ペプチド（ＨＩＤ）のＩＲスペクトルを図５Ｆに示し、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＴを用いたメタロ超分子ペプチドゲルおよび原料配位子ペプチド（ＨＩＴ）のＩＲスペクトルを図５Ｇに示し、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＩＨを用いたメタロ超分子ペプチドゲルおよび原料配位子ペプチド（ＨＩＩＨ）のＩＲスペクトルを図５Ｈに示す。なお、図５Ａ～図５Ｅの縦軸（Ａｂｓ）は赤外光の吸光度を示し、透過率をＴ［％］とした際にＡｂｓ＝－ｌｏｇＴの関係を満たす。一方、図５Ｆ～図５Ｈの縦軸［％］は赤外光の透過率を示す。
（フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ－ＩＲ）を用いた反応前後の構造変化の解析）
上記でメタロ超分子ペプチドゲルの調製を試みたサンプルのいくつかについて、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ－ＩＲ）を用いて、反応後のサンプルおよび原料として用いた配位子ペプチドのＩＲスペクトルを取得し、比較した。その結果として、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＩを用いたメタロ超分子ペプチドゲルおよび原料配位子ペプチド（ＨＩＩ）のＩＲスペクトルを図５Ａに示す。同様に、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＦを用いたメタロ超分子ペプチドゲルおよび原料配位子ペプチド（ＨＩＦ）のＩＲスペクトルを図５Ｂに示し、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＶを用いたメタロ超分子ペプチドゲルおよび原料配位子ペプチド（ＨＩＶ）のＩＲスペクトルを図５Ｃに示し、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＡを用いたメタロ超分子ペプチドゲルおよび原料配位子ペプチド（ＨＩＡ）のＩＲスペクトルを図５Ｄに示し、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＬを用いたメタロ超分子ペプチドゲルおよび原料配位子ペプチド（ＨＩＬ）のＩＲスペクトルを図５Ｅに示し、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＤを用いたメタロ超分子ペプチドゲルおよび原料配位子ペプチド（ＨＩＤ）のＩＲスペクトルを図５Ｆに示し、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＴを用いたメタロ超分子ペプチドゲルおよび原料配位子ペプチド（ＨＩＴ）のＩＲスペクトルを図５Ｇに示し、上記実験例１のＣｕ－ＨＩＩＨを用いたメタロ超分子ペプチドゲルおよび原料配位子ペプチド（ＨＩＩＨ）のＩＲスペクトルを図５Ｈに示す。なお、図５Ａ～図５Ｅの縦軸（Ａｂｓ）は赤外光の吸光度を示し、透過率をＴ［％］とした際にＡｂｓ＝－ｌｏｇＴの関係を満たす。一方、図５Ｆ～図５Ｈの縦軸［％］は赤外光の透過率を示す。
【0067】
これらのＩＲスペクトルの結果から、メタロ超分子ペプチドゲルにおいては、ペプチド配列中のヒスチジン（Ｈｉｓ）残基の側鎖のイミダゾール環や、末端のカルボキシ基およびアミノ基、ペプチド結合のアミド部位が金属イオン（Ｃｕ（ＩＩ））に配位することによってゲルを形成していることが示唆される。
【0068】
［実験例６］
（ペプチドの濃度を変化させたメタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液の紫外可視分光光度計（ＵＶ－Ｖｉｓ）を用いた分析）
上記実験例１においてゲル化が確認された配位子ペプチドについて、各ペプチドを１μｍｏｌ、２μｍｏｌ、４μｍｏｌ、８μｍｏｌまたは１６μｍｏｌ測り取り、そこに１０ｍＭ Ｃｕ（ＯＡｃ）２・Ｈ２Ｏ水溶液を８００μＬ添加して、ペプチド－金属溶液（メタロ超分子ペプチドゲル形成用ペプチド溶液）を調製した。これらの溶液を１時間静置した後、紫外可視分光光度計（ＵＶ－Ｖｉｓ）を用いてＵＶスペクトルをそれぞれ取得した。その結果、いずれの溶液についても、ペプチド溶液中のペプチドの濃度が上がるにつれて、７７０ｎｍ付近のピークが徐々に低波長側にシフトすることが観察された。このことから、ペプチド溶液およびペプチドゲル中では配位子ペプチドと銅イオン（Ｃｕ（ＩＩ））とが錯体を形成していることが示唆される。なお、配位子ペプチドとしてＨＩＡを用いた場合のＵＶスペクトルを図６に示す。
（ペプチドの濃度を変化させたメタロ超分子ペプチドゲル形成用溶液の紫外可視分光光度計（ＵＶ－Ｖｉｓ）を用いた分析）
上記実験例１においてゲル化が確認された配位子ペプチドについて、各ペプチドを１μｍｏｌ、２μｍｏｌ、４μｍｏｌ、８μｍｏｌまたは１６μｍｏｌ測り取り、そこに１０ｍＭ Ｃｕ（ＯＡｃ）２・Ｈ２Ｏ水溶液を８００μＬ添加して、ペプチド－金属溶液（メタロ超分子ペプチドゲル形成用ペプチド溶液）を調製した。これらの溶液を１時間静置した後、紫外可視分光光度計（ＵＶ－Ｖｉｓ）を用いてＵＶスペクトルをそれぞれ取得した。その結果、いずれの溶液についても、ペプチド溶液中のペプチドの濃度が上がるにつれて、７７０ｎｍ付近のピークが徐々に低波長側にシフトすることが観察された。このことから、ペプチド溶液およびペプチドゲル中では配位子ペプチドと銅イオン（Ｃｕ（ＩＩ））とが錯体を形成していることが示唆される。なお、配位子ペプチドとしてＨＩＡを用いた場合のＵＶスペクトルを図６に示す。
【0069】
［実験例７］
（メタロ超分子ペプチドゲルへの抗癌剤（ドキソルビシン）の内包）
上記実験例１においてゲル化が確認されたすべての溶液サンプルに、抗癌剤であるドキソルビシン（ＤＯＸ）を２００μＭの濃度となるように添加し、その後に上記と同じ条件で加温してゲル化させた。その結果、いずれの溶液サンプルについても、ゲル中にＤＯＸが内包されたことが確認された。このことは、本発明に係るメタロ超分子ペプチドゲルが薬物送達システム（ＤＤＳ）として有用であることを示している。
（メタロ超分子ペプチドゲルへの抗癌剤（ドキソルビシン）の内包）
上記実験例１においてゲル化が確認されたすべての溶液サンプルに、抗癌剤であるドキソルビシン（ＤＯＸ）を２００μＭの濃度となるように添加し、その後に上記と同じ条件で加温してゲル化させた。その結果、いずれの溶液サンプルについても、ゲル中にＤＯＸが内包されたことが確認された。このことは、本発明に係るメタロ超分子ペプチドゲルが薬物送達システム（ＤＤＳ）として有用であることを示している。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図4F】
【図4G】
【図4H】
【図4I】
【図4J】
【図4K】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図5F】
【図5G】
【図5H】
【図6】
【配列表】