人工超分子モーターのナノサイエンス

• Project/Area Number: 19042018
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: National Institute for Materials Science
• Principal Investigator: 竹内 正之 National Institute for Materials Science, ナノ有機センター, グループリーダー (70264083)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥6,200,000 (Direct Cost: ¥6,200,000); Fiscal Year 2008: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2007: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
• Keywords: 分子モーター / 分子認識 / 超分子化学

Research Abstract

基盤に固定化し、さらには磁気ビーズおよび蛍光発色団を付与できるDDPの合成に取り組んだ。上下のポルフィリンを異なる置換基で修飾することによりさらに、大きなプローブ(ビーズ)と小さなプローブ(蛍光色素)を用いてDDP1分子の回転運動を直接可視化するためであるDDPの回転速度は設計段階でヒューマンタイムスケール(10mSec〜sec)にしておくために置換基の結合様式をアセチレンとするかどうかを検討したが合成上の困難さから、通常のアリール基を基盤とする分子とした。今後、基盤との相互作用のための部位として活性エステル部位を、ビーズ、色素との相互作用部位としてビオチン部位を有する官能基とclick反応にて選択的に共有結合を形成可能アセチレン部位を有するDDPを合成した。今後、アミノ基修飾ガラス基盤への固定化と1分子観察を行う。今後の可視化研究に向けて、マジックハンド様の分子を合成し、分子認識駆動の構造変化を確認した。刺激となるジカルボン酸不在下では収縮した構造を主にとるマジックハンド様分子は、ジカルボン顧存在下で、6分子のジカルボン酸を協同的に認識し伸びた構造をとることを明らかとした。そのときの分子長は約2倍にもおよぶことを見出した。

Research Products

• [Journal Article] A preliminary step toward molecular spring driven by cooperative guest binding (2009)
  • Author(s): Ikeda, et al.
  • Journal Title: Tetrahedron Letters 50 Pages: 2006-2009
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 多段階平衡から生み出されるスイッチ-アロステリズムの利用- (2008)
  • Author(s): 竹内正之
  • Journal Title: 生体関連化学部会ニュースレター 23 Pages: 2-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 分子マシンを利用した非線形応答システムの構築 (2008)
  • Author(s): 竹内正之
  • Journal Title: 別冊化学最新分子マシン NA Pages: 48-55
• [Journal Article] Dynamic Rotational Oscillation of Cerium(IV) Bis (porphyrinate) and its Control by Diamine Guest Binding with Positive Homotropic Allosterism (2007)
  • Author(s): M. Ikeda, Y. Kubo, K. Yamashita, T. Ikeda, M. Takeuchi, S. Shinkai
  • Journal Title: Eur. J. Org. Chem Pages: 1883-1886
  • Peer Reviewed
• [Presentation] メカノクロミックエラストマー : 蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)効率の力学的制御 (2009)
  • Author(s): 大城宗一郎・杉安和憲・竹内正之
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学船橋キャンパス
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] 多段階平衡から生み出されるスイッチ機能 (2008)
  • Author(s): 竹内正之
  • Organizer: 第40回構造有機化学若手の会夏の学校
  • Place of Presentation: 山梨県南都留郡足和田ホテル
  • Year and Date: 2008-08-06
• [Presentation] 超分子と生体分子機械の融合を目指して (2008)
  • Author(s): 竹内正之
  • Organizer: 未踏・ナノデバイステクノロジー第151委員会研究会
  • Place of Presentation: 早稲田大学
  • Year and Date: 2008-07-25
• [Presentation] 人工超分子モーターのナノサイエンス (2008)
  • Author(s): 竹内正之
  • Organizer: 特定領域研究膜超分子モーターの革新的ナノサイエンス-第3回班会議
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2008-06-27
• [Presentation] 回転運動の制御による情報伝達システムの構築 (2007)
  • Author(s): 大城宗一郎, 池田朋宏, 若林里衣, 竹内正之、新海征治
  • Organizer: 第37回構造有機化学討論会
  • Place of Presentation: 北海道札幌市
  • Year and Date: 2007-10-28
• [Presentation] ポルフィリン誘導体のSTM観察 (2007)
  • Author(s): 竹内正之, 池田朋宏, 新海征治, 田中裕行, 川合知二
  • Organizer: 第37回構造有機化学討論会
  • Place of Presentation: 北海道札幌市
  • Year and Date: 2007-10-28
• [Presentation] 回転部位を有するユニットを利用した超分子集合体の構築 (2007)
  • Author(s): 竹内正之, 平田 修, 新海征治
  • Organizer: 第56回高会子討論会
  • Place of Presentation: 愛知県名古屋市
  • Year and Date: 2007-09-21
• [Presentation] 回転部位を有するポルフィリンポリマーの分子認識挙動 (2007)
  • Author(s): 柴田誠之, 田中智史, 池田朋宏, 竹林新二, 平田 修, 竹内正之, 新海征治
  • Organizer: 第56回高分子討論会
  • Place of Presentation: 愛知県名古屋市
  • Year and Date: 2007-09-21
• [Presentation] ポルフィリン多量体のSTM観察 (2007)
  • Author(s): 竹内正之, 池田朋宏, 新海征治, 田中裕行, 川合知二
  • Organizer: 第68回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 北海道札幌市
  • Year and Date: 2007-09-08
• [Presentation] 多段階平衡から生み出されるスイッチ:アロステリズムの利用 (2007)
  • Author(s): 竹内正之
  • Organizer: 理研シンポジウム ソフト・オプトエレクトロニクス材料(V):新しい動作原理に基づく分子 スイッチング素子及び周辺技術
  • Place of Presentation: 埼玉県和光市
  • Year and Date: 2007-06-08