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2011 Fiscal Year Annual Research Report

化学機能を制御する超分子ツールの創製

Research Project

Project/Area Number 21675003
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

金原 数  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30282578)

Keywords分子機械 / 触媒 / 生体分子機械 / PEG / PYP / 両親媒性分子
Research Abstract

1)フォトクロミック分子として代表的な分子であるアゾベンゼンを含むジイミン型配位子を設計、合成した。この配位子をPdCl(Me)(cod)と混合することにより、目的とするPd(II)錯体を得ることに成功した。このPd(II)錯体の触媒活性について、ジアリルマロネートをモノマーとした開環重合を検討しところ、トランス体錯体は、重合活性を示し対応するポリマーを与えることを見いだした。
2)テトラエチレングリコール(TEG)とペンタエリスリトールを構成要素に用いた環状の構造化PEG分子を合成した。この環状PEG分子は、水溶性を有し、温度に応答してコンホメーション変化を起こすという興味深い性質を有することが分かった。さらにこの分子が水中でタンパク質と相互作用し、リゾチームに対し顕著な凝集抑制効果を持つことが分かった。構造化PEGがタンパク質操作のための新たな分子ツールとしての候補分子となることを見出した。
3)膜貫型タンパク質の構造的特徴を取り入れたマルチブロック両親媒性オリゴマーを合成し、高次構造形成により機能を発現するような新たな機能分子の創製を目指した。その結果、8PEB部を導入することにより、低濃度でもBPEB部が相互作用し膜貫型タンパク質と類似した構造をとっていることが強く示唆された。
4)光応答性蛋白質PYPは、紅色光合成細菌Ectothiorhodospira halophilaから単離された光受容蛋白質である。PYPを光受容ドメインとして自己集積型の目的蛋白質に融合することで、目的蛋白質の機能発現を、PYPの動きにより人工的に光制御できるのではないかと考えた。そこで、黄色ブドウ球菌由来毒素α-hemolysin(Hla)をターゲットとし、PYP融合Hlaの光による機能制御について検討したところ、溶血活性を光により制御できることを見いだした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

(1)アゾベンゼンを有する配位子の合成に成功した。
(2)テトラエチレングリコール部位をユニットとして有する構造化PEGの合成に成功した。
(3)蛍光性芳香族部位を有する交互両親媒性分子の合成に成功した。
(4)PYPを利用したヘモリジンの活性制御に成功した。

Strategy for Future Research Activity

(1)ジチエニルエテンを有する配位子の合成
(2)テトラエチレングリコール部位有する2次元構造化PEG分子の機能開拓
(3)アゾベンゼン部位を有する交互両親媒性分子の合成
(4)PYPを利用したタンパク質の機能制御
以上を検討することにより、分子の歪みを利用した化学物性の制御について、さらに深い総合的な知見を得ることを目指す。

  • Research Products

    (24 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (18 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Application of Photoactive Yellow Protein as a Photoresponsive Module for Controlling Hemolytic Activity of Staphylococcal α-Hemolysin2012

    • Author(s)
      M. Ui, et al.
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 48 Pages: 4737-4739

    • DOI

      10.1039/C2CC18118E

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of Photoresponsive Supramolecular Machines Inspired by Biological Molecular Systems2012

    • Author(s)
      T. Muraoka, et al.
    • Journal Title

      Journal of Photochemistry and Photobiology, C

      Volume: 13 Pages: 136-147

    • DOI

      10.1016/j.jphotochemrev.2012.04.001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 光で駆動する分子機械2012

    • Author(s)
      金原数
    • Journal Title

      光学

      Volume: 41 Pages: 78-83

  • [Journal Article] 光で動く分子機械の開発2012

    • Author(s)
      金原数
    • Journal Title

      未来材料

      Volume: 12 Pages: 10-14

  • [Journal Article] Controlling Volume Shrinkage in Soft Lithography through Heat-Induced Cross-Linking of Patterned Nanofibers2011

    • Author(s)
      Y. Miyamura, et al.
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 133 Pages: 2840-2843

    • DOI

      10.1021/ja110901h

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 光応答性蛋白質Phtoactive Yellow protein融合Staphylococcal alpha-Hemolysinの機能制御2012

    • Author(s)
      宇井美穂子, ら
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      日本,神奈川
    • Year and Date
      2012-03-28
  • [Presentation] 構造化PEG分子の合成とその性質(2)2012

    • Author(s)
      河崎俊一, ら
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      日本,神奈川
    • Year and Date
      2012-03-27
  • [Presentation] 人工分子を用いたStaphylococcus aureus a-hemolysinの溶血活性制御2012

    • Author(s)
      播磨耕祐, ら
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      日本,神奈川
    • Year and Date
      2012-03-27
  • [Presentation] 光応答性交互両親媒性化合物のリン脂質中での機能2012

    • Author(s)
      嶋建也, ら
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      日本,神奈川
    • Year and Date
      2012-03-27
  • [Presentation] 構造化PEG分子の合成とその性質(1)2012

    • Author(s)
      村岡貴博, ら
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      日本,神奈川
    • Year and Date
      2012-03-25
  • [Presentation] 高分子の超分子化学と機能物質設計2011

    • Author(s)
      金原数
    • Organizer
      第14回生命化学研究会
    • Place of Presentation
      日本,南紀白浜(招待講演)
    • Year and Date
      2011-12-03
  • [Presentation] Development of molecular tools for controlling activity of proteins2011

    • Author(s)
      Kazushi Kinbara
    • Organizer
      BITs 2nd Annual World Congress of Nanomedicine-2011
    • Place of Presentation
      China, Shenzhen(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-03
  • [Presentation] Multiblock Amphiphilic Molecule as a Mimic of Transmembrane Protein2011

    • Author(s)
      Kazushi Kinbara
    • Organizer
      BITs 1st Annual World Congress of Nano-S&T-2011
    • Place of Presentation
      China, Dalian(招待講演)
    • Year and Date
      2011-10-25
  • [Presentation] 交互両親媒性化合物の二分子膜中での立体構造と機能2011

    • Author(s)
      嶋建也, ら
    • Organizer
      第60回高分子討論会
    • Place of Presentation
      日本、岡山
    • Year and Date
      2011-09-30
  • [Presentation] 高分子の超分子化学を利用した機能物質の開拓2011

    • Author(s)
      金原数
    • Organizer
      第28回有機合成化学セミナー
    • Place of Presentation
      日本,山形県天童市(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-29
  • [Presentation] 生体高分子表面へと接着するモレキュラーグルーの設計とタンパク質・核酸デリバリーへの応用2011

    • Author(s)
      大黒耕, ら
    • Organizer
      第60回高分子討論会
    • Place of Presentation
      日本、岡山
    • Year and Date
      2011-09-29
  • [Presentation] 生体分子の機能をコントロールする分子ツールの創製2011

    • Author(s)
      金原数
    • Organizer
      第84回日本生化学会
    • Place of Presentation
      日本,京都(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-21
  • [Presentation] 構造化PEG 分子の開発とタンパク質マニピュレーションへの応用2011

    • Author(s)
      河崎俊一, ら
    • Organizer
      平成23年度化学系学協会東北大会
    • Place of Presentation
      日本,仙台
    • Year and Date
      2011-09-18
  • [Presentation] 交互両親媒性化合物の二分子膜中での立体構造と機能2011

    • Author(s)
      嶋建也, ら
    • Organizer
      平成23年度化学系学協会東北大会
    • Place of Presentation
      日本,仙台
    • Year and Date
      2011-09-18
  • [Presentation] タンパク質操作のための分子ライブラリー構築2011

    • Author(s)
      Nabanita, Sadhukhan, ら
    • Organizer
      平成23年度化学系学協会東北大会
    • Place of Presentation
      日本,仙台
    • Year and Date
      2011-09-18
  • [Presentation] 構造化 PEG 分子の開発とタンパク質マニピュレーションへの応用2011

    • Author(s)
      河崎俊一, ら
    • Organizer
      第5回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      日本,つくば
    • Year and Date
      2011-09-12
  • [Presentation] 交互両親媒性化合物の二分子膜中での立体構造と機能2011

    • Author(s)
      嶋建也, ら
    • Organizer
      第5回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      日本,つくば
    • Year and Date
      2011-09-12
  • [Presentation] 生体のしくみに学ぶ機能物質設計2011

    • Author(s)
      金原数
    • Organizer
      第27回日本DDS学会
    • Place of Presentation
      日本,東京(招待講演)
    • Year and Date
      2011-06-09
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/kinbara/index-j.html

URL: 

Published: 2014-07-16  

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