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生体系を模倣した刺激応答性ナノ分子システムの創製

研究課題

研究課題/領域番号 16H04129
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機能物性化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

金原 数  東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (30282578)

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
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2018年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2016年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
キーワード二分子膜 / イオンチャネル / 分子機械 / 相転移 / ヒステリシス / メカノセンシティブチャネル / 両親媒性分子 / 刺激応答性 / 熱応答 / オリゴエチレングリコール / マルチブロック分子 / マルチブロック / メカノセンシティブイオンチャネル / 張力 / マルチブロック構造 / 超分子化学 / ポリエチレングリコール / 生物模倣 / 自己組織化 / 分子デバイス
研究成果の概要

細胞膜に含まれるタンパク質の構造を模倣し,水との親和性の高い親水部と親和性の低い疎水部を交互に連結した交互両親媒性骨格を有する分子を設計し,その合成法を確立した。力学的エネルギーや熱などの外部刺激に応答して分子構造や集合形態の変化をおこし,その結果として物性を変化させることのできる,刺激応答性分子素子の開発に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は,細胞内でタンパク質により行われている様々なセンシング,例えば温度センシングや力学センシングを,人工分子でも実現できることを示した先駆的な結果であり,ナノメートルサイズの微小センサーを構築する分子設計を可能とする,大きなブレークスルーをもたらすことが期待される。

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

    (46件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 11件、 招待講演 10件)

  • [国際共同研究] CNRS/IECB/ボルドー大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ボルドー大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] アイルランド国立大学(アイルランド)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ボルドー大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] アイルランド国立大学(アイルランド)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Heat-Triggered Crystallization of Liquid Crystalline Macrocycles Allowing for Conductance Switching through Hysteretic Thermal Phase Transitions2018

    • 著者名/発表者名
      Muraoka Takahiro、Shima Tatsuya、Kajitani Takashi、Hoshino Norihisa、Morvan Estelle、Grelard Axelle、Dufourc Erick J.、Fukushima Takanori、Akutagawa Tomoyuki、Nabeya Kota、Kinbara Kazushi
    • 雑誌名

      Chemistry - An Asian Journal

      巻: 14 号: 1 ページ: 141-148

    • DOI

      10.1002/asia.201801372

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Localization of transmembrane multiblock amphiphilic molecules in phase-separated vesicles2018

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Kinbara, Kaori Umetsu, Hiroki Sonobe, Takahiro Muraoka, Naofumi Shimokawa, Masahiro Takagi
    • 雑誌名

      Faraday Discussions

      巻: 印刷中 ページ: 315-328

    • DOI

      10.1039/c8fd00022k

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Newly characterized interaction stabilizes DNA structure: oligoethylene glycols stabilize G-quadruplexes CH?π interactions2017

    • 著者名/発表者名
      Tateishi-Karimata Hisae、Ohyama Tatsuya、Muraoka Takahiro、Podbevsek Peter、Wawro Adam M.、Tanaka Shigenori、Nakano Shu-ichi、Kinbara Kazushi、Plavec Janez、Sugimoto Naoki
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 45 号: 12 ページ: 7021-7030

    • DOI

      10.1093/nar/gkx299

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Thermally-Induced Lateral Assembly of PEG-Containing Amphiphile Triggering Vesicle Budding2017

    • 著者名/発表者名
      Rui Li, Takahiro Muraoka, and Kazushi Kinbara
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 53 号: 85 ページ: 11662-11665

    • DOI

      10.1039/c7cc06489f

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechano-Sensitive Synthetic Ion Channels2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Muraoka, Kaori Umetsu, Kazuhito V. Tabata, Tsutomu Hamada, Hiroyuki Noji, Takashi Yamashita, and Kazushi Kinbara
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 139 号: 49 ページ: 18016-18023

    • DOI

      10.1021/jacs.7b09515

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Multigram Chromatography-free Synthesis of Octa(ethylene glycol) p-Toluenesulfonate2016

    • 著者名/発表者名
      Adam M. Wawro, Takahiro Muraoka, Maho Kato, and Kazushi Kinbara
    • 雑誌名

      Org. Chem. Front.

      巻: 11 号: 11 ページ: 1524-1534

    • DOI

      10.1039/c6qo00398b

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Protein Cyborgization by Main Chain Substitution2019

    • 著者名/発表者名
      AOKI, Yusuke; UI, Mihoko; MATSUI, Takashi;TANAKA, Yoshikazu; MURAOKA, Takahiro; SATO, Kohei; KINBARA, Kazushi
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of Multiblock Amphiphilic Molecules bearing Dihy- droimidazolium Ion2019

    • 著者名/発表者名
      MORI, Miki; SATO, Kohei; KINBARA, Kazushi
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of multiblock arene-perfluoroarene macrocycle2019

    • 著者名/発表者名
      SATO, Kohei; NABEYA, Kota; MURAOKA, Takahiro; HOSHINO, Norihisa; AKUTAGAWA, Tomoyuki; KINBARA, Kazushi
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Properties of Multiblock Amphiphilic Ligand Molecules2018

    • 著者名/発表者名
      Miki Mori, Kohei Sato, Kazushi Kinbara
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference (IPC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Macrocyclic Multiblock Amphiphilic PEGs for Biorelated Applications2018

    • 著者名/発表者名
      Yudai Nakagawa, Kohei Sato, Adam M. Wawro, Kazushi Kinbara
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference (IPC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthetic mimics of transmembrane proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Kinbara
    • 学会等名
      The 79th Okazaki Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Approach to molecular engines: Design of stimuli-responsive molecules mimicking dynamic functions of transmembrane proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Kinbara
    • 学会等名
      Hokkaido-Strasbourg Symposium Biotic and Abiotic Molecular Machines and Motors
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design of stimuli-responsive molecules mimicking dynamic functions of transmembrane proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Kinbara
    • 学会等名
      Tokyo Tech NCCR Molecular Systems Engineering Joint Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 大環状マルチブロック両親媒性PEGの開発と機能開拓2018

    • 著者名/発表者名
      中川優大・佐藤浩平・Adam M. Wawro・金原 数
    • 学会等名
      第8回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] リン酸エステル含有交互両親媒性分子の合成と物性評価2018

    • 著者名/発表者名
      三栖花梨・佐藤浩平・金原 数
    • 学会等名
      第8回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 交互両親媒性リガンド分子の合成と物性2018

    • 著者名/発表者名
      森 水紀・佐藤浩平・金原 数
    • 学会等名
      第8回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] リガンド型膜貫通分子の構築2018

    • 著者名/発表者名
      園部宏樹・村岡貴博・金原数
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 側方相分離の制御を目指した両親媒性ステロイド多量体の構築2018

    • 著者名/発表者名
      加藤真帆・村岡貴博・金原 数
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 熱応答性メカニカル結晶の設計に向けて2018

    • 著者名/発表者名
      金原 数
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] オリゴシラン骨格からなるσ共役系環境応答性蛍光分子の開発2018

    • 著者名/発表者名
      片岡 拓也・村岡 貴博・金原 数
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Development of Stimuli Responsive Alternating Amphiphilic Molecule Bearing Bipyridine Units2018

    • 著者名/発表者名
      SONOBE, Hiroki; MURAOKA, Takahiro; KINBARA, Kazushi
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Development of Branched-PEG Molecule which Regulates Protein Higher-Order Structures2018

    • 著者名/発表者名
      KAWAME, Mayu; MURAOKA, Takahiro; KINBARA, Kazushi
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Novel Reagents for Protein Modification and Purification with Enzymatically Cleavable Tag2018

    • 著者名/発表者名
      AOKI, Yusuke; M. WAWRO, Adam; MURAOKA, Takahiro; KINBARA, Kazushi
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質の凝集抑制効果を示す両親媒性分子の開発2017

    • 著者名/発表者名
      川目真悠・村岡貴博・金原 数
    • 学会等名
      第7回CSJ化学フェスタ2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ビピリジン含有交互両親媒性分子の開発2017

    • 著者名/発表者名
      園部宏樹・村岡貴博・金原 数
    • 学会等名
      第7回CSJ化学フェスタ2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質のPEG化および精製のための高効率タグの構築2017

    • 著者名/発表者名
      青木祐輔・AdamM.Wawro・村岡貴博・金原 数
    • 学会等名
      第7回CSJ化学フェスタ2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Monodisperse Engineered PEGs for Biorelated Applications2017

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Kinbara
    • 学会等名
      Advances in Noncanonical Nucleic Acids (ANNA2017)
    • 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] Development of Stimuli-responsive Alternating Multiblock Amphiphiles as Mimics for Transmembrane Proteins2017

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Kinbara
    • 学会等名
      International seminar on biophysics and chemical biology of biomembrane and lipid bilayers
    • 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] 短鎖単分散オリゴエチレングリコールを利用した機能分子の開発2017

    • 著者名/発表者名
      金原 数
    • 学会等名
      高分子コロキウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Properties and Bio-related applications of amphiphilic molecules comprising monodisperse short PEGs2017

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Kinbara
    • 学会等名
      ISPAC2017
    • 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] マルチブロック型大環状化合物の熱結晶多形転移現象2017

    • 著者名/発表者名
      鍋谷光太・村岡貴博・星野哲久・芥川智行・梶谷孝・ 福島孝典・金原数
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Spectroscopic property of oligosilane derivatives in lipid aggregates2017

    • 著者名/発表者名
      KATAOKA, Takuya; MURAOKA, Takahiro; KINBARA, Kazushi
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Construction of photoresponsive protein-polymer conjugates based on a junctional photoreceptor2017

    • 著者名/発表者名
      UI, Mihoko; MIYAUCHI, Yusuke; MURAKAMI, Makoto; ARAKI, Yasuyuki; WADA, Takehiko; KINBARA, Kazushi
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Functions of Multi-block Oligomers with Steroids2016

    • 著者名/発表者名
      Maho Kato, Takahiro Muraoka and Kazushi Kinbara
    • 学会等名
      The 11th SPSJ International Polymer Conference
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ポリシラン骨格含有分子の開発と脂質集合体中での分光学的特性2016

    • 著者名/発表者名
      片岡拓也・村岡貴博・金原 数
    • 学会等名
      第6回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ステロイド含有交互両親媒性分子の開発2016

    • 著者名/発表者名
      加藤真帆・村岡貴博・金原 数
    • 学会等名
      第6回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 大環状交互両親媒性化合物の開発と熱物性解析2016

    • 著者名/発表者名
      鍋谷光太・村岡貴博・金原 数
    • 学会等名
      第6回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マルチブロック大環状化合物の結晶多形転移2016

    • 著者名/発表者名
      鍋谷光太・村岡貴博・金原 数
    • 学会等名
      第26回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Design of Stimuli-Responsive Molecular Materials based on PEG-based Macrocycles2016

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Kinbara
    • 学会等名
      Energy and Movement in Coherent Chemical Systems
    • 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] Construction of Stimuli-Responsive Vesicles Including Asymmetric Functional Amphiphiles2016

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Kinbara
    • 学会等名
      Symmetry Festival 2016
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-03-11  

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