| Project/Area Number |
19K05325
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 31010:Nuclear engineering-related
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
Tsushima Satoru 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任准教授 (80312990)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鷹尾 康一朗 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (00431990)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | ウラニルイオン / ペプチド / ウラン / 計算化学 / MD計算 / FMO計算 / アミノ酸 / 光化学 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、対象とする生体分子をナノ孔に通して、その相互作用で発生する微小電流を観測することによって生体分子の塩基やアミノ酸の配列を決めるナノポアシーケンサーの分野の発展が目覚ましい。本研究においては、工学的に設計したペプチドに溶液中のウラニルイオンを選択的に捕捉させ、この溶液をナノポアシーケンサーに通すことで、地下水や飲料水中のウラン含有量を簡便に測定する手法を開発することを目的とする。ウランとペプチドの相互作用に関する学術的に新しい知見を得るとともに、それを即座に応用に繋げることが本研究の目標とするところである。本研究では、計算化学的手法を分子設計に採り入れることも大きな特色とする。
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| Outline of Final Research Achievements |
Cyclic peptides as well as a modified EF-hand motif of calmodulin have been newly designed to achieve high affinity towards uranyl(VI). Cyclic peptides may be engineered to bind uranyl(VI) to its backbone under acidic conditions, which may enhance its selectivity. For the modified EF-hand motif of calmodulin, strong electrostatic interactions between uranyl(VI) and negatively charged side chains play an important role in achieving high affinity; however, it is also essential to have a secondary structure element and formation of hydrophobic cores in the metal-bound state of the peptide.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究により、ウラニルイオンに選択的なペプチドを新たに開発することができた。この成果によりウランとペプチドの分子レベルでの相互作用を系統的に明らかにすることができた上、ウランと生体物質の相互作用の礎となる知識を新たに蓄積できた。この知見を学界で広く共有することにより、この分野の新たな展開と発展への学術的貢献が実現できると考える。
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