Elucidation of the mechanism of protein self-assembly using synthetic transmembrane channels
| Project/Area Number |
23K26773
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| Project/Area Number (Other) |
23H02080 (2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 37010:Bio-related chemistry
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| Research Institution | Kwansei Gakuin University |
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Principal Investigator |
佐藤 浩平 関西学院大学, 理学部, 准教授 (40825197)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥19,110,000 (Direct Cost: ¥14,700,000、Indirect Cost: ¥4,410,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000)
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| Keywords | 有機化学 / 超分子化学 / 生体関連化学 / 人工チャネル / 自己集合 |
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| Outline of Research at the Start |
我々の体内では，様々な生体分子がダイナミックに集合と解離を繰り返しており，複雑な生命現象を極めて緻密に制御している。しかし，そのメカニズムには未解明な部分が多いため，まずは生物よりもシンプルな人工系における根本原理の解明が求められている。本研究では，有機化学と超分子化学に基づいた独自の手法を用いることで，異分野から生命の謎へとアプローチしていく。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は人工膜間分子輸送チャネルの合成を行った。具体的にはオリゴフェニレンエチニレン骨格を薗頭カップリングにより構築するとともに，分子認識能を付与するべく含窒素芳香族部位を導入した膜貫通ドメインを合成した。続いて，ウィリアムソンエーテル合成法によって親水部位であるオリゴエチレングリコール鎖を合成し，先述の膜貫通ドメインに導入することで，人工膜間分子輸送チャネルの合成を達成した。合成した分子は核磁気共鳴スペクトルおよび高分解能質量分析によって構造の同定を行った。
続いて，合成した分子の細胞膜内部への局在化能を検証した。蛍光顕微鏡観察の結果，リン脂質からなるリポソームの縁に沿って人工膜間分子輸送チャネル由来と思われる発光が観察されたことから，合成した分子は期待通りに細胞膜の疎水性領域に局在化していると考えられる。
さらに，膜間分子輸送の予備的知見を得るべく，pH応答性蛍光色素を用いた膜間イオン透過実験を行った。その結果，今回合成した分子の添加に伴って蛍光強度が有意に上昇する様子が観察された。これはチャネル分子が膜間イオン透過能を有しており，分子輸送をはじめとした今後の研究展開に大いに期待が持てる結果を得ることができた。
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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
研究開始時には人工膜間分子輸送チャネルの合成ルート構築に困難が伴ったものの，最終的には当初の計画通り1年で目的分子の合成を達成することができた。以上の理由から，本研究課題はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は合成した人工チャネル分子を用いた膜間分子輸送能を検証し，輸送に最適な条件を検討していく。加えて，自己集合性ペプチドをタンパク質のモデルとして用いることで，膜間分子輸送に伴う自己集合挙動の変化を追跡していく予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(12 results)
