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ペプチドフォールディングと超分子錯体によるハイブリッド動的秩序形成

Publicly Offered Research

Project AreaDynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions
Project/Area Number 26102508
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

澤田 知久  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70625467)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords自己組織化 / 超分子 / カプセル / ペプチド
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、超分子化学によるものづくりと生命分子の科学の融合領域を開拓し、生命分子に潜在する動的秩序形成を解明するための人工系ー生命系のハイブリッド材料を創出した。超分子錯体の合成技術をベースとし、生命分子であるオリゴペプチドに備わっている動的秩序形成を引き出し、新たなナノ材料の構築を行った。
まず、三角形有機配位子(L)とパラジウムイオン(M)の水中での自己集合により得られる自己集合性錯体において、三角形有機配位子の設計を工夫することで、M18L6組成の六面体カプセル錯体を合成した。このカプセル錯体は、ゲストとなる有機分子を添加することにより、ゲスト分子を包接したM24L8組成の正八面体カプセル錯体へ動的変換されることを明らかにした。六面体ー八面体の構造変換のおこる、ユニークな動的超分子錯体の創出に成功した。
さらに、柔軟なペプチドを素子として組み込むアプローチも行った。Pro-Gly-Pro配列のペプチドの両端に配位性のピリジル基を導入した配位子(L)と銀イオン(M)を自己集合させることにより、M12L12組成の球状の集合体の構築に成功した。得られた構造は、M3L3組成の大環状構造が4つ、知恵の輪状に複雑に絡まり合った構造であることを明らかにした。このとき、複雑さを示す交差数12は合成分子トポロジーの中で最高記録であり、柔軟な生命素子であるペプチドと人工系の配位結合を利用した自己集合を融合させることで、既存の合成手法では達し得ない複雑な分子構造を容易に作り出せることを明らかにすることが出来た。
以上、本研究では、動的な超分子カプセル錯体の構築と、ペプチドと金属イオンからなる人工系ー生命系ハイブリッド分子の創出を達成した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] Capsule-Capsule Conversion by Guest Encapsulation2016

    • Author(s)
      S. Wang, T. Sawada, K. Ohara, K. Yamaguchi, M. Fujita
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 55 Issue: 6 Pages: 2063-2066

    • DOI

      10.1002/anie.201509278

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Peptide [4]Catenane by Folding and Assembly2016

    • Author(s)
      T. Sawada, M. Yamagami, K. Ohara, K. Yamaguchi, M. Fujita
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 55 Issue: 14 Pages: 4519-4522

    • DOI

      10.1002/anie.201600480

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Compressed Corannulene in a Molecular Cage2016

    • Author(s)
      B. M. Schmidt, T. Osuga, T. Sawada, M. Hoshino, M. Fujita
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 55 Issue: 4 Pages: 1561

    • DOI

      10.1002/anie.201509963

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Coordination-Driven Folding and Assembly of a Short Peptide into a Protein-like Two-Nanometer-Sized Channel2014

    • Author(s)
      Tomohisa Sawada, Asami Matsumoto, Makoto Fujita
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 53 Issue: 28 Pages: 7228-7232

    • DOI

      10.1002/anie.201403506

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Metal-directed short peptide folding and assembly for unique entangled nanostructures2015

    • Author(s)
      Tomohisa Sawada, Asami Matsumoto, Motoya Yamagami, Makoto Fujita
    • Organizer
      Pacifichem 2015 The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • Place of Presentation
      ホノルル(米国)
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mutual induced fit in artificial molecular systems: creation of host-in-host structures2015

    • Author(s)
      Tomohisa Sawada, Hayato Hisada, Shitao Wang, Makoto Fujita
    • Organizer
      Pacifichem 2015 The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • Place of Presentation
      ホノルル(米国)
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Artificial Peptide-Based Nanostructures via Coordination-driven Folding and Assembly2015

    • Author(s)
      Tomohisa Sawada, Motoya Yamagami, Yusuke Otsubo, Asami Matsumoto, Makoto Fujita
    • Organizer
      The 4th International Symposium “Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions”
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2015-11-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Structural control of peptide porous crystals created by metal-directed folding and assembly2015

    • Author(s)
      Tomohisa Sawada, Motoya Yamagami, Asami Matsumoto, Makoto Fujita
    • Organizer
      錯体化学会 第65回討論会
    • Place of Presentation
      奈良女子大学(奈良県奈良市)
    • Year and Date
      2015-09-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Metal-directed Short Peptide Folding and Assembly2015

    • Author(s)
      Tomohisa Sawada
    • Organizer
      IMS Asian International Symposium "Supramolecular Dynamics at the Interface of Chemistry and Biology"
    • Place of Presentation
      分子科学研究所(愛知県岡崎市)
    • Year and Date
      2015-07-11
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Entangled peptide nanostructures via metal-directed folding and assembly2015

    • Author(s)
      Tomohisa Sawada, Asami Matsumoto, Motoya Yamagami, Makoto Fujita
    • Organizer
      10th ISMSC-2015
    • Place of Presentation
      ストラスブール(フランス)
    • Year and Date
      2015-06-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 自己組織化M18L6-M24L8動的配位カプセルを用いたゲスト分子のカプセル化2015

    • Author(s)
      Shitao Wang、澤田知久、藤田 誠
    • Organizer
      日本化学会第95回春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学(千葉)
    • Year and Date
      2015-03-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 三角形有機配位子の精密官能基化と自己組織化錯体の構築2015

    • Author(s)
      森 優俊、澤田知久、藤田 誠
    • Organizer
      日本化学会第95回春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学(千葉)
    • Year and Date
      2015-03-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Mutual Induced Fit in Artificial Systems: Creation of Host-in-a-host Molecules2015

    • Author(s)
      Tomohisa Sawada, Hayato Hisada, Shitao Wang, Makoto Fujita
    • Organizer
      The 3rd International Symposium "Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions"
    • Place of Presentation
      合歓の郷(三重)
    • Year and Date
      2015-01-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Creation of de novo peptide-based nanostructures by coordination-driven self-assembly2015

    • Author(s)
      Yusuke Otsubo, Tomohisa Sawada, Makoto Fujita
    • Organizer
      The 3rd International Symposium "Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions"
    • Place of Presentation
      合歓の郷(三重)
    • Year and Date
      2015-01-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 自己組織化ボウル型錯体の表面官能基修飾2014

    • Author(s)
      森 優俊、澤田知久、藤田 誠
    • Organizer
      第4回CSJフェスタ2014
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京)
    • Year and Date
      2014-10-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Self-Assembly of a Huge M24L8 Octahedral Capsule and Its Molecular Recognition2014

    • Author(s)
      Sitao Wang、澤田知久、藤田 誠
    • Organizer
      第64回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      中央大学(東京)
    • Year and Date
      2014-09-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 自己組織化M24L8正八面体カプセル2014

    • Author(s)
      Shitao Wang、澤田知久、藤田 誠
    • Organizer
      第12回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京)
    • Year and Date
      2014-05-31
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

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