| Project/Area Number |
20K05539
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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 34010:Inorganic/coordination chemistry-related
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| Research Institution | Ochanomizu University |
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Principal Investigator |
三宅 亮介 お茶の水女子大学, 基幹研究院, 講師 (30509542)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 柔軟な巨大空間形成 / ペプチド金属錯体 / 構造の作り分け / 外部刺激応答性 / ペプチド環状錯体 / 巨大空間 / 柔軟なトリペプチド / ホストーゲスト / 構造形成過程 / 人工タンパク質 / 巨大構造形成制御 / 柔軟な骨格 / トリペプチド / ペプチド巨大環状錯体 / 柔軟な巨大空間 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、独自に開発した巨大空間を持つ柔軟なトリペプチド環状錯体をベースに各種巨大空間の構築を行うとともに、これら柔軟な巨大空間が示す新奇特性を見出すことで、独自の空間特性・機能を明らかにする。また、数nmサイズの大きさの柔軟な分子集合体に適した観測・解析手法が十分に確立していないため、本研究期間に合わせて検討する。確立した手法により、トリペプチド環状錯体が持つ柔軟な空間特性の発現原理およびにデザイン指針に関する知見を得ることで、「人工タンパク質」ともいうべき“新”機能材料へと展開するための礎を築く。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、従来困難であった柔軟な骨格から巨大な空間を持つ金属錯体を作り出す手法を確立し、さらに柔軟な骨格だからこそ発現できる新奇特性の探索・開拓することを目指している。生体システムでは、柔軟な骨格が作り出す複数の巨大空間・構造を使いこなすことで精密な機能を実現している。したがって、本研究で生体と同様に柔軟な小分子から巨大構造を組み上げる手法を確立できれば、生体に匹敵する高機能・省エネルギー材料の創出につながると期待できる。
本研究では、独自に開拓した巨大空間を持つトリペプチド環状金属錯体をベースに研究を進めている。2023年度は、本研究課題で確立した巨大環状錯体の形成過程の観測手法を用いて、形成過程における構造決定因子の探索をさらに進めた。詳細な観測から、速度論支配的な挙動の中で、どのように構造を制御しうるのかに関する知見を得た。
また、本研究課題では、2020年度にトリペプチド配位子が、環状の金属イオン配列制御にも適していることを偶然見出し、金属中心の特性に基づく複合機能の創出を念頭に研究を継続してきた。2023年度は、これら環状金属イオン配列が、トリペプチドの柔軟なペプチド骨格に起因して、外部刺激応答性を示すことも明らかにできた。特に、キラルなペプチドを用いると環状金属イオン配列にキラリティを誘起することも可能であるが、この環状配列のキラリティが外部刺激によってCDスペクトルの正負の反転を伴うような大きな変化を示しうることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新奇機能開拓について当初期待した方向での進展はそれほどないが、巨大空間を持つ環状錯体の形成過程に関して、柔軟な骨格を人工的に制御する上で重要な基礎的知見を多く発見できており、学問的な側面で十分な進展があった。また、研究期間中に新たに発見した柔軟なペプチドを用いた金属イオン配列場に関しても、外部刺激に応答した面白いスイッチング挙動が観測され、新しい機能開拓が期待できる段階まで進んできた。当初の目的とズレはあるが、新奇機能開拓にも目処がたちつつあるという点で、概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、これまでに得た成果の論文発表と、目処がたちつつある新奇機能開拓にフォーカスする。また、論文内容のブラシュアップに必要な実験と基礎的な機能評価を行う。
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