2014 Fiscal Year Annual Research Report
中空錯体をテンプレートとする生体分子クラスター合成
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24685010
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐藤 宗太 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 准教授 (40401129)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 自己組織化 / 生体分子インターフェース / 球状錯体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，二座配位子(L)と遷移金属イオン(M)とから自己組織化されるMnL2n組成の球状錯体をテンプレートとして用い，その表面を生体分子によって化学修飾することで，精密構造をもつ生体分子クラスターの開発を狙った．この球状錯体は，直径が数ナノメートルもある，人工合成分子としては世界最大級に大きい分子であるが，自己組織化の原理を用いているために，小さな構成成分から一段階で簡便かつ効率的に調製でき，構造に分散がない一義構造をもつ点に特徴がある．生体分子を配位子にあらかじめ連結しておくことで，生成する巨大な生体分子クラスターの構造を厳密に制御でき，定量的な修飾が可能になった．
本研究では，それぞれアルツハイマー病とパーキンソン病の原因物質とされる凝集性タンパク質であるa-betaとシヌクレインを細胞上でクラスター化して認識する，ガングリオシドGM1という生理活性糖の糖鎖クラスターを開発した．GM1には糖鎖部位と脂肪鎖部位があり，脂肪鎖部位は細胞上でクラスター化するためには必要であるが，直接的に認識に関与するのは糖鎖部位である．本研究では錯体をテンプレートとしてクラスター化できるので，糖鎖部位のみを切り出して配位子に連結する，効率的な合成反応を開発した．最終的にM12L24錯体上で配位子の数に相当する24個だけのGM1糖鎖部位のクラスターの構築を達成し，a-betaのN末端を選択的に認識する様相をNMRの解析を通じて明らかにした．分子量の大きなシヌクレインに対しても，より高分解能なNMR装置で測定したデータの解析により，N末端とC末端を選択認識する様相を明らかにできた．その他，糖鎖クラスターの無機ナノ粒子合成のテンプレートとしての活用や，ペプチドクラスターを使った段階的なDNA巻き取りなど，特異な構造を活かした応用例を示すことができ，これらの成果は原著論文・学会等にて発表した．
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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