Fabrication and Functionalization of Supramolecular Machines

• Project/Area Number: 19350065
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Functional materials chemistry
• Research Institution: Tohoku University (2008); The University of Tokyo (2007)
• Principal Investigator: KINBARA Kazushi Tohoku University, 多元物質科学研究所, 教授 (30282578)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000); Fiscal Year 2008: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000); Fiscal Year 2007: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000)
• Keywords: 超分子化学 / 分子機械 / 配位結合 / フォトクロミック分子 / 遠隔操作 / シャペロニン / ナノチューブ / 分子糊 / ナノマシン / 光スイッチ / 分子認識

Research Abstract

分子間相互作用により分子の機械的な動きを伝達する「超分子機械」の創製を試みた。その結果、3分子が直線的に連結し、末端の光駆動分子の動きが反対側の末端に位置するプローブ分子へと伝達される、3分子系の「分子の遠隔操作システム」の構築に成功した。また、生体分子機械として知られているシャペロニンを超分子化学的に連結することにより、ゲストを内包できるナノチューブの構築に成功した。

Research Products

• [Journal Article] A Tubular Biocontainer : Metal Ion-Induced 1D Assembly of a Molecularly Engineered Chaperonin (2009)
  • Author(s): Biswas S, Kinbara K, Oya N, Ishii N, Taguchi H, Aida T
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc. (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular Glues Carrying Multiple Guanidinium Ion Pendants via an Oligoether Spacer : Stabilization of Microtubules against Depolymerization (2009)
  • Author(s): Okuro K, Kinbara K, Tsumoto, Ishii N, Aida T
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc. 131 Pages: 1626-1627
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular Glues Carrying Multiple Guanidinium Ion Pendants via an Oligoether Spacer : Stabilization of Microtubules against Depolymerization (2009)
  • Author(s): Kou Okuro, Kazushi Kinbara, et.al.
  • Journal Title: Journal of the American Chemical Society 131 Pages: 1626-1627
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Template Sol-Gel Synthesis of Mesostructured Silica Composites Using Metal Complexes Bearing Amphiphilic Side Chains : Immobilization of a Polymeric Pt Complex Formed by a Metallophilic Interaction (2009)
  • Author(s): Wataru Otani, Kazushi Kinbara. Takuzo Aida.
  • Journal Title: Faraday Discussions 143(In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 分子を使って機械を作る分子ハサミ、分子ペンチへの挑戦 (2008)
  • Author(s): 金原数
  • Journal Title: 未来材料 8 Pages: 62-64
• [Journal Article] 光で分子を動かす光駆動分子ペンチ (2008)
  • Author(s): 金原数
  • Journal Title: 光アライアンス 18 Pages: 9-13
• [Journal Article] Toward Long-Distance Mechanical Communication : Studies on a Ternary Complex Interconnected by a Bridging Rotary Module (2008)
  • Author(s): Kai H, Nara S, Kinbara K, Aida T
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc. 130 Pages: 6725-6727
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Toward Autonomously Operating Molecular Machines Driven by Transition-Metal Catalyst (2008)
  • Author(s): Tanaka K, Kinbara K
  • Journal Title: Mol. BioSyst. 4 Pages: 512-514
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chiral Ferrocenes as Novel Rotary Modules for Molecular Machines (2008)
  • Author(s): Kinbara K, Muraoka T, Aida T
  • Journal Title: Org. Biomol. Chem. Pages: 1871-1876
• [Journal Article] Toward Autonomously Operating Molecular Machines Driven by Transition-metal Catalyst (2008)
  • Author(s): K. Tanaka. K. Kinbara
  • Journal Title: Molecular BioSystems 4 Pages: 512-514
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Toward Long-Distance Mechanical Communication : Studies on a Ternary Complex Interconnected by a Bridging Rotary Module (2008)
  • Author(s): Hiroyuki Kai, Shinji Nara, Kazushi Kinbara. Takuzo Aida
  • Journal Title: Journal of the American Chemical Society 130 Pages: 6725-6727
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Toward Autonomously Operating Molecular Machines Driven by Transition-metal Catalyst (2008)
  • Author(s): K.Tanaka, K.Kinbara
  • Journal Title: Molecular BioSystems 4(掲載確定)(印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ferrocenes as Novel Rotary Modules for Synthetic Molecular Machines (2008)
  • Author(s): K.Kinbara, T.Muraoka, T.Aida
  • Journal Title: Organic & Biomolecular Chemistry 6(掲載確定)(印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] キラルなアミノ酸、4-アミノピペリジン-4-カルボン酸、からなる新規なオリゴペプチドの分子設計と性質 (2009)
  • Author(s): 田中雅洋、趙〓一、金原数、相田卓三
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学理工学部船橋キャンパス
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] モレキュラーグルー(分子糊)を用いたタンパク質の超分子的修飾 (2009)
  • Author(s): 大黒耕、金原数、津本浩平、石井則行、相田卓三
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学理工学部船橋キャンパス
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] Development of Bioinspired Molecular Machines (2009)
  • Author(s): Kinbara K
  • Organizer: 2009 Multifunctional Nanoscale Materials for the 21st Century, Argonne National Laboratory
  • Place of Presentation: Argonne, USA(invited)
  • Year and Date: 2009-03-07
• [Presentation] Development of Supramolecular Machines : Transformation of Mechanical Motions between Molecules (2009)
  • Author(s): Kinbara K
  • Organizer: 2009 WPI-AIMR Annual Workshop
  • Place of Presentation: Mitagi-Zao Royal Hotel, Zao, JAPAN(invited)
  • Year and Date: 2009-03-06
• [Presentation] 分子による分子の操作 : 超分子機械の設計とその動き (2008)
  • Author(s): 金原 数
  • Organizer: 情報科学用有機材料第142委員会合同研究会
  • Place of Presentation: 東京理科大学
  • Year and Date: 2008-10-31
• [Presentation] タンパク質の超分子的な修飾を可能にするモレキュラーグルーの開拓と性質 (2008)
  • Author(s): 大黒耕、金原数、津本浩平、相田卓三
  • Organizer: 第57回高分子討論会
  • Place of Presentation: 大阪市立大学
  • Year and Date: 2008-09-25
• [Presentation] アキラルなアミノ酸「4-アミノピペリジンー4-カルボン酸」からなる新規なオリゴペプチドの設計 (2008)
  • Author(s): 趙〓一、金原数、相田卓三
  • Organizer: 第57回高分子討論会
  • Place of Presentation: 大阪市立大学
  • Year and Date: 2008-09-25
• [Presentation] シャペロニンナノチューブの構築と拡張 (2008)
  • Author(s): ビスワス シュヴェンドゥ、金原数、石井則行、田口英樹、相田卓三
  • Organizer: 第57回高分子討論会
  • Place of Presentation: 大阪市立大学
  • Year and Date: 2008-09-25
• [Presentation] フォトクロミック配位子を有する遷移金属錯体触媒の設計と重合反応の可変立体制御 (2008)
  • Author(s): 宮村泰直、金原数、相田卓三
  • Organizer: 第57回高分子討論会
  • Place of Presentation: 大阪市立大学
  • Year and Date: 2008-09-25
• [Presentation] フォトクロミック配位子を有する遷移金属錯体触媒の設計と重合反応の可変立体制御 (2008)
  • Author(s): 宮村泰直、金原数、相田卓三
  • Organizer: 第57回高分子討論会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
  • Year and Date: 2008-09-25
• [Presentation] シャペロニンナノチューブの構築と拡張 (2008)
  • Author(s): ビスワスシュヴェンドゥ, ら
  • Organizer: 第57回高分子討論会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
  • Year and Date: 2008-09-25
• [Presentation] アキラルなアミノ酸「4-アミノピペリジンー4-カルボン酸」からなる新規なオリゴペプチドの設計 (2008)
  • Author(s): 趙竣一、金原数、相田卓三
  • Organizer: 第57回高分子討論会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
  • Year and Date: 2008-09-25
• [Presentation] Phosphorescent Mesostructured Silica Templated by an Amphiphilic Columnar Assembly of Trinuclear Au(I)Pyrazolate Complex (2008)
  • Author(s): Lintang H O, Kinbara K, Tanaka K, Aida T
  • Organizer: 6th International Mesostructured Materials Symposium
  • Place of Presentation: University of Namur, Namur, Belgium
  • Year and Date: 2008-09-09
• [Presentation] Phosphorescent Mesostructured Silica Templated by an Amphiphilic Columnar Assembly of Trinuclear Au(I) Pyrazolate Complex (2008)
  • Author(s): Hendrik O. Lintang, et.al.
  • Organizer: IMMS 2008 6th International Mesostructured Materials Symposium
  • Place of Presentation: Namur. Belgium
  • Year and Date: 2008-09-09
• [Presentation] タンパク質の超分子的な修飾を可能にするモレキュラーグルーの開拓と性質 (2008)
  • Author(s): 大黒耕、金原数、津本浩平、相田卓三
  • Organizer: 第57回高分子討論会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
  • Year and Date: 2008-09-02
• [Presentation] 次世代分子機械への挑戦 : 分子と分子の機械的コミュニケーション (2008)
  • Author(s): 金原数
  • Organizer: 学振151委員会ナノバイオフュージョン分科会研究会
  • Place of Presentation: 早稲田大学
  • Year and Date: 2008-07-25
• [Presentation] 分子で機械を作る : 有機合成化学とタンパク質工学からのアプローチ (2008)
  • Author(s): 金原数
  • Organizer: 早稲田大学講演会
  • Place of Presentation: 早稲田大学
  • Year and Date: 2008-07-11
• [Presentation] 生体高分子の超分子化学を利用した機能性物質の開拓、「生命科学と化学の接点~分子レベルで見る細胞の世界~ (2008)
  • Author(s): 金原数
  • Organizer: 多元研講演会
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 2008-05-31
• [Presentation] シャペロニンをユニットとした刺激応答性超分子構造体の構築 (2008)
  • Author(s): BISWAS SHUVENDU、大矢延弘、金原数、石井則行、田口英樹、相田卓三
  • Organizer: 第57回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2008-05-29
• [Presentation] Phosphorescent Mesostructured Silica Templated by a Columnar Assembly of Trinuclear Au(I) Pyrazolate Complex Formed via a Metallophilic Interaction (2008)
  • Author(s): Lintang H O, Kinbara K, Tanaka K, Aida T
  • Organizer: 第57回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2008-05-28
• [Presentation] モレキュラーグルー(分子糊)を用いたタンパク質修飾 (2008)
  • Author(s): 大黒耕、金原数、津本浩平、相田卓三
  • Organizer: 第57回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2008-05-28
• [Presentation] Phosphorescent Mesostructured Silica Templated by a Columnar A ssembly of Trinuclear Au(I) Pyrazolate Complex Formed via a Metallophilic Interaction (2008)
  • Author(s): Hendrik O. Lintang, et.al.
  • Organizer: 第57回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2008-05-28
• [Presentation] 生体分子のユニバーサルな修飾を可能にするモレキュラーグルー(分子糊)の創製と性質 (2008)
  • Author(s): 大黒耕、金原数、津本浩平、相田卓三
  • Organizer: 日本化学会第88春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学
  • Year and Date: 2008-03-29
• [Presentation] 「精密分子機械の合成と機能」、「精密巨大分子の化学」 (2008)
  • Author(s): 金原数
  • Organizer: 日本化学会第88春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学
  • Year and Date: 2008-03-28
• [Presentation] 分子シャペロンからなるチューブ状集合体の形成とその性質 (2008)
  • Author(s): BISWAS SHUVENDU、大矢延弘、金原数、田口英樹、石井則行、相田卓三
  • Organizer: 日本化学会第88春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学
  • Year and Date: 2008-03-27
• [Presentation] 超分子機械の設計 : 動力の遠距離伝達への挑戦 (2008)
  • Author(s): 甲斐洋行、金原数、相田卓三
  • Organizer: 日本化学会第88春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学
  • Year and Date: 2008-03-26
• [Presentation] 超分子機械の設計:動力の遠距離伝達への挑戦 (2008)
  • Author(s): 甲斐 洋行、金原 数、相田 卓三
  • Organizer: 日本化学会第88春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学
  • Year and Date: 2008-03-26
• [Presentation] 光駆動分子マシンについて (2008)
  • Author(s): 金原数
  • Organizer: レーザー駆動電子顕微鏡研究会
  • Place of Presentation: 東京大学大学院工学系研究科原子力専攻会議室
  • Year and Date: 2008-03-07
• [Presentation] 生体高分子の超分子化学と機能開拓 (2008)
  • Author(s): 金原数
  • Organizer: 第5回ライフサーベイヤシンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2008-01-31
• [Presentation] Development of Light-driven Molecular Machines Composed of Tetrasabstituted Ferrocenes as Rotary Modules (2007)
  • Author(s): Kinbara K
  • Organizer: International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals2007
  • Place of Presentation: Nanyang Technology University, Singapore, Singapore
  • Year and Date: 2007-12-25
• [Presentation] Development of Light-driven Molecular Machines Composed of Tetrasabstituted Ferrocenes (2007)
  • Author(s): Kinbara K
  • Organizer: The 4th Japanese-Sino Symposium on Organic Chemistry for Young Scientists
  • Place of Presentation: Hilton Narita, Chiba, Japan(invited)
  • Year and Date: 2007-09-25
• [Presentation] Development of Bio-Inspired Molecular Machines (2007)
  • Author(s): Kinbara K, Aida T
  • Organizer: ICBN2007
  • Place of Presentation: Biopolis, Singapore, Singapore(invited)
  • Year and Date: 2007-08-13
• [Presentation] Development of Molecular Devices By Chemical Modification Of Chaperonins (2007)
  • Author(s): Kinbara K, Aida T
  • Organizer: The 2nd International Congress on Nanotechnology and Nanomedicine
  • Place of Presentation: San Francisco Airport Crowne Plaza, San Francisco, USA(invited)
  • Year and Date: 2007-06-19
• [Presentation] Novel Polyguanidine Dendrimers for Supramolecular Modification of Biomolecules (2007)
  • Author(s): Okuro K, Kinbara K, Aida T
  • Organizer: The 2nd International Congress on Nanotechnology and Nanomedicine
  • Place of Presentation: San Francisco Airport Crowne Plaza, San Francisco, USA
  • Year and Date: 2007-06-19
• [Presentation] 「フェロセンを利用した次世代分子機械の設計」「金属と分子集合」 (2007)
  • Author(s): 金原数
  • Organizer: 分子研研究会
  • Place of Presentation: 分子研
  • Year and Date: 2007-06-04
• [Presentation] 分子を用いた機械への挑戦 (2007)
  • Author(s): 金原数
  • Organizer: 触媒学会若手会フレッシュマンゼミナール
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2007-06-02
• [Presentation] 生体分子への化学的修飾を目的とするポリグアニジンデンドリマーの創製 (2007)
  • Author(s): 大黒耕、金原数、田口英樹、相田卓三
  • Organizer: 第56回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
  • Year and Date: 2007-05-30
• [Presentation] Mechanical manipulation of guest molecules by light-driven molecular machines (2007)
  • Author(s): Kinbara K, Aida T
  • Organizer: International Conference on Molecular Machines and Sensors
  • Place of Presentation: East China University of Science, Shanghai, China(invited)
  • Year and Date: 2007-05-08
• [Book] 分子はさみと分子ペンチ (2009)
  • Author(s): 金原数
  • Publisher: 超分子サイエンス&テクノロジー(NTS)
• [Book] 分子レベルで動きを伝達、分子をねじる光駆動分子ペンチ」、最新分子マシン-ナノで動く"高度な機械"を目指して- (2008)
  • Author(s): 金原数
  • Publisher: 化学同人
• [Book] 半導体ナノ粒子複合体を用いる機能性材料の創製と応用量子ドットの生命科学領域への応用(山本重夫) (2007)
  • Author(s): 金原数
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Remarks]
  • URL: http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/kinbara/index-j.html
• [Remarks] 2009年2月6日掲載、日経産業新聞、「分子のり」開発-タンパク質や核酸・糖を結合がん治療に応用へ