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　星和人
　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水素結合をもつポリ(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パイオ接合材料創製　
　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　
　リン酸カルシウム系
第2章 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