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膜融合と切断によりモルフォロジーを変化させるペプチド分子集合体の構築と機能化

研究課題

研究課題/領域番号 16H02279
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 高分子化学
研究機関京都大学

研究代表者

木村 俊作  京都大学, 工学研究科, 教授 (80150324)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
45,630千円 (直接経費: 35,100千円、間接経費: 10,530千円)
2018年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2017年度: 15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)
2016年度: 21,450千円 (直接経費: 16,500千円、間接経費: 4,950千円)
キーワードMolecular Assembly / Nano Materials / Polypeptide / Self-Organization / Cyclic Peptide / Hierarchical Structure / 両親媒性ブロックポリペプチド / 分子集合体 / ペプチドナノチューブ / 環状ペプチド / 圧電性 / ナノ材料 / 自己組織化 / ポリペプチド / ヘリックス / 相分離 / ナノチューブ / 温度応答性 / ベシクル / 自己組織化高分子
研究成果の概要

両親媒性ポリペプチドおよび環状ペプチドの自己組織化により、一次構造から四次構造までに分類できる分子集合体の調製および物性の解析を示すことができた。分子集合体の一次構造とは、シート、チューブ、ベシクルなどの単一モルフォロジーを示す分子集合体。二次構造とは、複数の一次構造を組み合わせたキメラモルフォロジーを示す分子集合体:三次構造とは、単一モルフォロジーでありながら、膜の表裏を識別できたり、膜の相分離を伴う分子集合体。四次構造とは、分子集合体がさらに組織化された分子集合体。分子の一次構造を設計することで、これらの階層構造を調製できる分子システムを提示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

合成分子を用いた分子集合体の調製については、非常に多くの報告がある。例えば、チューブモルフォロジーの報告は多々あるが、本研究での進歩は、重量平均長さと数平均長さの比が1.1に満たない、ディメンジョンの分散が極めて狭い分子集合体を調製できる点にある。さらに、これまでに調製されたことのないキメラモルフォロジーの分子集合体や、相分離チューブ、チューブが規則的に集合化したバンドルなどの調製にも成功している。これまでになかった階層構造を有する分子集合体の調製により、その学術基盤を大きく広めると共に、それらの応用についても期待が大きく、社会的意義があると考えられる。

報告書

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

    (13件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Electronic Properties of Cyclic β-Peptide Nanotube Bundles Reflecting Structural Arrangement2019

    • 著者名/発表者名
      Tabata Yuki、Kamano Yusuke、Uji Hirotaka、Imai Tomoya、Kimura Shunsaku
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 48 号: 4 ページ: 322-324

    • DOI

      10.1246/cl.181007

    • NAID

      130007624452

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature-Induced Phase Separation in Molecular Assembly of Nanotubes Comprising Amphiphilic Polypeptoid with Poly(N-ethyl glycine) in Water by a Hydrophilic-Region-Driven-Type Mechanism2018

    • 著者名/発表者名
      Hattori Tetsuya、Itagaki Toru、Uji Hirotaka、Kimura Shunsaku
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 122 号: 28 ページ: 7178-7184

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.8b03419

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase-Separated Molecular Assembly of a Nanotube Composed of Amphiphilic Polypeptides Having a Helical Hydrophobic Block2018

    • 著者名/発表者名
      Itagaki Toru、Kurauchi Saki、Uebayashi Tsuguaki、Uji Hirotaka、Kimura Shunsaku
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 3 号: 7 ページ: 7158-7164

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b01073

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Osmotic-shock-resistant Vesicle Comprising Interdigitated Monolayer of Block Polypeptides2018

    • 著者名/発表者名
      Itagaki Toru、Nobe Wakana、Uji Hirotaka、Kimura Shunsaku
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 47 号: 6 ページ: 726-728

    • DOI

      10.1246/cl.180168

    • NAID

      130007384501

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Joining Nanotubes Comprising Nucleobase-carrying Amphiphilic Polypeptides2018

    • 著者名/発表者名
      Itagaki Toru、Ueda Yuna、Itabashi Kenji、Uji Hirotaka、Kimura Shunsaku
    • 雑誌名

      CHIMIA International Journal for Chemistry

      巻: 72 号: 12 ページ: 842-847

    • DOI

      10.2533/chimia.2018.842

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two one-dimensional arrays of naphthyl and anthryl groups along peptide nanotubes prepared from cyclic peptides comprising α- and β-amino acids2018

    • 著者名/発表者名
      Tabata Yuki、Uji Hirotaka、Imai Tomoya、Kimura Shunsaku
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 14 号: 37 ページ: 7597-7604

    • DOI

      10.1039/c8sm01627e

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Compartmentalized host spaces accommodating guest aromatic molecules in a chiral way in a helix-peptide-aromatic framework2018

    • 著者名/発表者名
      Uji Hirotaka、Ogawa Junya、Itabashi Kenji、Imai Tomoya、Kimura Shunsaku
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 54 号: 88 ページ: 12483-12486

    • DOI

      10.1039/c8cc07380e

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Morphology Change from Nanotube to Vesicle and Monolayer/Bilayer Alteration by Amphiphilic Block Polypeptides Having Aromatic Groups at C Terminal2017

    • 著者名/発表者名
      Cheol Joo Kim ,Saki Kurauchi ,Tsuguaki Uebayashi ,Ai Fujisaki , and Shunsaku Kimura *
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 90 号: 5 ページ: 568-573

    • DOI

      10.1246/bcsj.20170044

    • NAID

      130006770709

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tuning the Viscoelasticity of Peptide Vesicles by Adjusting Hydrophobic Helical Blocks Comprising Amphiphilic Polypeptides2017

    • 著者名/発表者名
      Kim Cheol Joo、Ueda Motoki、Imai Tomoya、Sugiyama Junji、Kimura Shunsaku
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 33 号: 22 ページ: 5423-5429

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.7b00289

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Dual Conversion System of Photocurrent Generation and Electro-Luminescence by D-pi-A Chromophore with Help of Helical Peptide Scaffold2018

    • 著者名/発表者名
      魚谷拓矢、木村俊作
    • 学会等名
      第55回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electronic Properties of Peptide Nanotubes Displaying One-Dimensional Array of Flavin2018

    • 著者名/発表者名
      釜野雄也、木村俊作
    • 学会等名
      第55回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Honeycomb Structure Composed of Peptide Nanotubes via Directionally Orthogonal Hydrogen Bond Networks2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木亮太、木村俊作
    • 学会等名
      第55回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 異なる親水部ブロックを有する両親媒性ポリペプチドによる相分離分子集合体の構築2017

    • 著者名/発表者名
      服部哲也、上田一樹、木村俊作
    • 学会等名
      高分子学会討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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