Inclusion of biopolymers within porous peptide crystals and their applications

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 15H05481
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Functional solid state chemistry
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Sawada Tomohisa 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (70625467)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 自己組織化 / ペプチド / 配位結合 / フォールディング / ナノ構造

Outline of Final Research Achievements

A porous peptide crystal, spontaneously self-assembled by simple mixing of a short peptide and a metal ion, has a precise nano-cavity via the facile synthesis. In this work, we succeeded in syntheses of a series of such porous crystals from 1.5 to 2.8 nanometer-sized cavities via chemical modifications of peptides, and revealed their molecular inclusion properties based on their cavity sizes. Furthermore, we also succeeded in creation of uniquely entangled molecules and a precise mimic of natural β-barrels via peptide sequence designs.

Free Research Field

超分子化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

自然界のタンパク質の精密かつ機能的な分子構造は、長いペプチド鎖の非常に複雑な自己組織化過程を経て構築され、これを人工的に模倣することは合成学的に未だ不可能である。本研究では、短いペプチド鎖と金属イオンを混ぜ合わせる独自の自己組織化方法を考案し、簡便な合成法ながら様々な新奇ナノ構造の構築に成功した。これらはタンパク質の精密な模倣を可能にするとともに、前例のないユニークなトポロジー構造も含まれ、ナノ構造構築における革新的な合成手法としての学術的意義を示すものである。