2017 Fiscal Year Annual Research Report
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17H04876
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| Research Institution | Okazaki Research Facilities, National Institutes of Natural Sciences |
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Principal Investigator |
栗原 顕輔 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 特任准教授 (80740919)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ベシクル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、水中で情報分子の情報を読み取り、その情報をもとに境界膜の生産を行うような人工細胞モデルの構築を目的としている。申請者は境界膜として、両親媒性分子が袋状に閉じたベシクルと呼ばれる分子集合体を選択した。現在では、検討していた分子をやや改良設計し、水中で化学反応するために必要な分子を合成している。
室温でかつ水中で両親媒性分子を形成するために、申請者はネイティブケミカルライゲーションと呼ばれるシステイン骨格とチオエステル基のカップリング反応を選んだ。本研究ではベシクルを構成する分子群として、シスチン骨格にチオエステルを備えた分子を合成した。この分子は、やや塩基性条件下の水溶液中で還元剤を添加すると、ジスルフィド結合が切断されてシステイン構造が出現し、自発的にネイティブケミカルライゲーションを行った。質量分析などで、3-4量体などのペプチドオリゴマーを形成していることが確認された。
現在、この反応を膜分子合成に活かせるように反応条件等を精査している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初考えていた分子に難点がみつかったため、改良設計した。すぐにネイティブケミカルライゲーションを基盤とする両親媒性分子の設計に取り組んだが、システイン骨格に関連する分子の合成に時間がかかった。これは液相反応で分子合成を計画しているが、固相合成におけるシステイン保護基の取り扱いの違いに苦労し、最終的にはシスチン骨格へと変更を行ったためである。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では不定形な状態から代謝に必要なたんぱく質モデルを合成したのちに、人工細胞の境界膜であるベシクルを形成する概念を提案した。現在は、システインを基本骨格とした自発的ペプチド形成を軸にしているが、他のアミノ酸や高分子でも検討している。内部の情報がどのように境界膜に送達されるのか、ネイティブケミカルライゲーションによる分子重合が境界膜に与える影響を調べる予定である。
また高分子が重合する際の細胞内のこみあい状態を表現したモデルとして、ベシクルよりもより作成しやすい液滴などのソフトマテリアルにも挑戦したいと考えている。
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