2020 Fiscal Year Annual Research Report
自己集合化学とペプチド化学の協奏による人工酵素の創出
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19H02697
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
澤田 知久 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (70625467)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 自己組織化 / ペプチド / 配位結合 / フォールディング / ナノ空間 / 人工酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
分子の集合体形成によって得られる様々なナノサイズの空隙(ナノ空間)を構築する自己集合化学と、アミノ酸配列に基づくペプチド鎖のとりうる配座とその機能解明を行うペプチド化学を融合させることにより、人工酵素の化学合成を目標に研究を実施している。すなわち、空間的に仕切られた人工のナノ空間内に、さまざまなアミノ酸側鎖や活性中心となる金属イオンを精密集積させた人工ナノ空間を独自に構築し、特異な化学反応場の構築を目指している。 本年度の研究では、八残基のペプチド配位子とヨウ化亜鉛の錯形成によって人工βバレル錯体を合成し、その溶液構造の解明を行った。まず、錯形成により固体状態での精密なβバレル構造形成を確認した。しかし各種溶媒に不溶であったため、ペプチド配列へジエチレングリコール鎖を複数導入することを検討した。これにより、βバレル錯体の可溶化とNMR測定による溶液状態の観測に成功した。DOSY NMR測定および結晶構造解析を共に実施することにより、βバレル構造が６本鎖と８本鎖の２種の構造の平衡状態にあることを見出した。以上により、本手法で構築したβバレル構造は、天然にみられる剛直な構造と異なり、ユニークな動的構造特性をもつことを明らかにした。
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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
自然界に見られる代表的なペプチド三次構造であるβバレル構造を、独自の合成方法により精密に人工合成することに成功した。また、人工系ならではの動的な構造特性をもつことも明らかとなり、今後、その構造を基に人工酵素への展開が期待できる。よって、本研究は、順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
構築したβバレルの空孔へのゲスト分子の包接を検討する。空孔内面に精密に配置されるアミノ酸側鎖の種類を、疎水性や親水性に作り分けることにより、ゲスト分子の包接能を検証する。さらに、空孔サイズが動的に変換する構造特性を利用して、内部に包接したゲスト分子の化学変換と掛け合わせることにより、触媒反応への展開を目指す。
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