2014 Fiscal Year Annual Research Report
ペプチドフォールディングを利用した結晶性ナノ空間の創出
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25810046
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
澤田 知久 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70625467)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 自己組織化 / ペプチド / 配位結合 / 結晶材料 / 分子認識 / ナノ空間 / フォールディング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、柔軟なペプチド鎖に対して金属イオンを配位させ、人工的に「折れ畳むこと（フォールディング）」と「３次元的に精密に配置すること（アセンブリー）」を同時に行うことで、ペプチドを基盤とする新規自己組織化ナノ材料の創出を目指している。すなわち、ペプチドヘリックスやシートで囲まれた精密な人工ナノ空間を作り上げることを目的としている。
昨年度までに、天然のコラーゲンに見られるペプチド配列（グリシンープロリンープロリン）の３残基のペプチド配列の両末端に金属配位部位を施したペプチド配位子を合成し、銀イオンとの錯形成によって、ポリプロリンIIヘリックスで囲まれた直径２ナノメートルにおよぶ巨大な１次元チャネルを有する単結晶材料の創出を達成している。本年度は、まず、このユニークなナノ空間を利用して、合成高分子の分子認識を検討した。その結果、ポリビニルピロリドンなどの親水性ポリマーが包接されることを明らかにした。さらに、ペプチド配位子のデザインや金属塩を検討することで、さまざまな形状のペプチド結晶の創出も行った。まず、銀イオンのカウンターアニオンを変更することで、これまでの六角形状のチャネルから四角形状のチャネル（1.5ナノメートル径）へ作り替えることに成功した。このとき、ペプチド配位子の中央のプロリンの５員環を４員環や６員環へ変更することで、チャネル形状のさらなる微調整も達成した。続いて、側鎖に配位部位をもつ非天然アミノ酸を配列に組み込んだ、新規ペプチド配位子と亜鉛イオンを用いて、βシートを基盤とする結晶材料の創出も行った。平行型βシートで囲まれた、ユニークな１次元ナノチューブ構造を構築することに成功した。
以上により、ペプチドのフォールディングとアセンブリーを利用した単結晶材料の創出とそれを活用した分子認識を達成した。
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