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ペプチド結晶内空間への生体高分子の包接とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 15H05481
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 機能物性化学
研究機関東京大学

研究代表者

澤田 知久  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (70625467)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
24,570千円 (直接経費: 18,900千円、間接経費: 5,670千円)
2017年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2016年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2015年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
キーワード自己組織化 / ペプチド / 配位結合 / フォールディング / ナノ構造 / 結晶材料 / ナノ材料 / 分子認識 / 超分子化学
研究成果の概要

短いペプチドと金属イオンを混ぜ合わせることで自発的に組み上がる細孔性ペプチド結晶は、簡便な合成法ながら精密なナノ空間を有する。本研究では、用いるペプチドの化学修飾により、ナノ空間のサイズを1.5~2.8ナノメートルまで系統的に作り分けることに成功し、そのサイズに応じた分子包接挙動を明らかにした。さらに、ペプチド配列設計に基づき、ユニークな絡まり構造をもつ分子や天然に存在するβバレル構造の精密模倣構造の創出にも新たに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

自然界のタンパク質の精密かつ機能的な分子構造は、長いペプチド鎖の非常に複雑な自己組織化過程を経て構築され、これを人工的に模倣することは合成学的に未だ不可能である。本研究では、短いペプチド鎖と金属イオンを混ぜ合わせる独自の自己組織化方法を考案し、簡便な合成法ながら様々な新奇ナノ構造の構築に成功した。これらはタンパク質の精密な模倣を可能にするとともに、前例のないユニークなトポロジー構造も含まれ、ナノ構造構築における革新的な合成手法としての学術的意義を示すものである。

報告書

(4件)
  • 2018 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 14件、 招待講演 7件)

  • [国際共同研究] Universite de Bordeaux(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Metal-peptide rings form highly entangled topologically inequivalent frameworks with the same ring- and crossing-numbers2019

    • 著者名/発表者名
      T. Sawada, A. Saito, K. Tamiya, K. Shimokawa, Y. Hisada, M. Fujita
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 921-921

    • DOI

      10.1038/s41467-019-08879-7

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthetic β-Barrel by Metal-Induced Folding and Assembly2018

    • 著者名/発表者名
      Yamagami Motoya、Sawada Tomohisa、Fujita Makoto
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 140 号: 28 ページ: 8644-8647

    • DOI

      10.1021/jacs.8b04284

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-Assembly of a Peptide [2]Catenane through Ω-Loop Folding2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Sawada, Yuuki Inomata, Motoya Yamagami, Makoto Fujita
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 46 号: 8 ページ: 1119-1121

    • DOI

      10.1246/cl.170438

    • NAID

      130005906942

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Porous Peptide Complexes by a Folding-and-Assembly Strategy2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Sawada, Motoya Yamagami, Shuji Akinaga, Tatsuki Miyaji, Makoto Fujita
    • 雑誌名

      Chem. Asian J.

      巻: 12 号: 14 ページ: 1715-1718

    • DOI

      10.1002/asia.201700458

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Peptide [4]Catenane by Folding and Assembly2016

    • 著者名/発表者名
      T. Sawada, M. Yamagami, K. Ohara, K. Yamaguchi, M. Fujita
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 55 号: 14 ページ: 4519-4522

    • DOI

      10.1002/anie.201600480

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Concerted folding-and-assembly of short peptides via coordination2018

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Sawada
    • 学会等名
      The Wolf Prize Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Peptide-entangled polyhedra by folding and assembly2018

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Sawada, Makoto Fujita
    • 学会等名
      43rd International Conference on Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Higher-order peptide nanostructures via metal-induced folding and assembly2018

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Sawada
    • 学会等名
      Bordeaux 2018 Symposium on Foldamers
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Unique peptide nanostructures via metal-directed folding and assembly2018

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Sawada, Makoto Fujita
    • 学会等名
      International Congress on Pure and Applied Chemistry 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Metal-peptide nanostructures with unique entanglements2018

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Sawada, Makoto Fujita
    • 学会等名
      6th International Conference on Metal-Organic Frameworks and Open Framework Compounds
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Unique entangled nanostructures via metal-directed folding-and-assembly2018

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Sawada, Motoya Yamagami, Shuji Akinaga, Ami Saito, Yuuki Inomata, Makoto Fujita
    • 学会等名
      The 6th International Symposium “Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions”
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Creation of Higher-order Peptidic Nanostructures by Concerted Folding and Assembly2018

    • 著者名/発表者名
      澤田 知久
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Synthetic Protein-like Tetragonal Scaffold2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Sawada, Motoya Yamagami, Shuji Akinaga, Tatsuki Miyaji, Makoto Fujita
    • 学会等名
      The 5th International Symposium "Dynamic ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions"
    • 発表場所
      東京大学駒場キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2017-01-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Metal-peptide nanostructures via concerted folding-and-assembly2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Sawada, Makoto Fujita
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, “Self-Assembly & Supramolecular Chemistry”
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Concerted folding-and-assembly of short peptides via coordination2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Sawada, Makoto Fujita
    • 学会等名
      The 12th International Symposium on Macrocyclic and Supramolecular Chemistry (in conjugation with ISACS)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Metal-peptide nanostructures with unique entanglements2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Sawada
    • 学会等名
      Symposium on Frontier of Biofunctional Chemistry (ISBC 2017 Pre-symposium Meeting)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 配位結合とペプチド配座を利用した新奇ナノ構造の創出2017

    • 著者名/発表者名
      澤田 知久
    • 学会等名
      最先端光計測とライフサイエンスの近未来 -Bio. Phys. Chem. 三重点の探索-(2017年光化学討論会 共催シンポジウム)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Porous peptide complexes based on polyproline II helices2017

    • 著者名/発表者名
      澤田 知久、山上 樹也、秋永 修志、宮路 達貴、藤田 誠
    • 学会等名
      第67回錯体化学討論会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Metal-directed short peptide folding and assembly for unique entangled nanostructures2015

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Sawada, Asami Matsumoto, Motoya Yamagami, Makoto Fujita
    • 学会等名
      Pacifichem 2015 The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      ホノルル(米国)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Artificial Peptide-Based Nanostructures via Coordination-driven Folding and Assembly2015

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Sawada, Motoya Yamagami, Yusuke Otsubo, Asami Matsumoto, Makoto Fujita
    • 学会等名
      The 4th International Symposium “Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions”
    • 発表場所
      九州大学西新プラザ(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2015-11-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Metal-Directed Short Peptide Folding and Assembly2015

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Sawada, Asami Matsumoto, Motoya Yamagami, Makoto Fujita
    • 学会等名
      Supramolecular Dynamics at the Interface of Chemistry and Biology
    • 発表場所
      分子科学研究所山手キャンパス(愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2015-07-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Entangled peptide nanostructures via metal-directed folding and assembly2015

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Sawada, Asami Matsumoto, Motoya Yamagami, Makoto Fujita
    • 学会等名
      10th ISMSC-2015
    • 発表場所
      ストラスブール(フランス)
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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