| 研究領域 | 発動分子科学：エネルギー変換が拓く自律的機能の設計 |
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| 研究課題/領域番号 |
18H05419
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
金原 数 東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (30282578)
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| 研究分担者 |
中西 和嘉 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主幹研究員 (20401010)
ラッペン ゲナエル 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (60812576)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
157,690千円 (直接経費: 121,300千円、間接経費: 36,390千円)
2022年度: 30,290千円 (直接経費: 23,300千円、間接経費: 6,990千円)
2021年度: 30,290千円 (直接経費: 23,300千円、間接経費: 6,990千円)
2020年度: 34,840千円 (直接経費: 26,800千円、間接経費: 8,040千円)
2019年度: 31,200千円 (直接経費: 24,000千円、間接経費: 7,200千円)
2018年度: 31,070千円 (直接経費: 23,900千円、間接経費: 7,170千円)
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| キーワード | 分子機械 / イオンチャネル / イオン輸送 / 気液界面 / オリゴエチレングリコール / STM / 分子ローター / ハイブリッド / 界面 / 二分子膜 / エネルギー変換 / 発動分子 / 両親媒性分子 / 刺激応答性 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，人工発動分子の設計において生体発動分子の機能発現原理を取り入れることで，機械的な動きをエネルギー変換に結びつける分子素子の設計指針の確立を目指した。多回膜貫通構造を有する膜タンパク質を模倣した交互両親媒性マルチブロック分子を分子骨格として用いることで，複数刺激に応答するイオンチャネルの構築に成功した。また，基板上で回転するロータ型分子を複数組み合わせることで，ギアのような回転運動が連動する系の構築に成功した。さらに，気液界面でコンフォメーション変化を起こすねじれ型分子を用いて分子構造変化と力の関係を明らかにした。一方，合成分子と生体分子のハイブリッド型発動分子構築手法を確立した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果は。これまで開発されてきた，入力刺激に対して段階的な構造変化を起こす人工分子機械を超え，機械的な動きにより機能を実現する生体発動分子と同様のヘネルギー変換機構を備えた人工発動分子の合理的設計につながる重要な知見を与える。将来的には，イオンを能動輸送する人工イオンポンプや複数の分子が連動して動作する複雑な分子システム等を構築することにより。様々なエネルギー源を入力に用いた直接的なエネルギー変換が可能となる。これらを通じて，分子を中心に据えた飛躍的な省エネルギーシステムを構築することで，持続可能な社会の実現に大きく貢献できるものと期待される。
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