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高感度・高時間分解能を有する円二色性測定装置の開発と生体機能材料創製への活用

研究課題

研究課題/領域番号 18K19102
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分35:高分子、有機材料およびその関連分野
研究機関東北大学

研究代表者

和田 健彦  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (20220957)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード円二色性 / 時間分解 / 楕円偏光 / 高感度 / CDスペクトル / 二重らせんDNA / ポルフィリン誘導体 / インターカレーション / 円偏光二色性 / 高感度測定 / タンパク質 / 核酸 / 高次構造
研究成果の概要

タンパク質や核酸と小分子間の複合体形成過程の検出と解析は、基礎科学的観点からだけでなく、新規高効率生体機能制御材料開発の観点からも重要な研究テーマである。高効率で精度の高い分子開発には、複合体形成過程の動的挙動の直接的観察と解析が極めて重要であると考えられている。従来、動的挙動の直接的観察と解析には種々の時間分解スペクトル測定が適用されているが、特に円二色性(CD)スペクトル測定は、構造変化の動的挙動を高感度で検出可能で重用されてきた。しかし、S/N向上と時間分解能の向上が待望されてきた。
本研究では、楕円偏光を用いる新規検出法を検討し、高感度かつ高時間分解測定法としての展開に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発に成功した楕円偏光を用いるS/N向上と時間分解能の向上を達成した円二色性(CD)スペクトル測定法は、タンパク質や核酸と小分子間の複合体形成過程の動的挙動を高感度でかつ高時間分解能で観測可能で、基礎科学への、そして新規生体機能材料開発などへの貢献が期待され、その学術的意義は大きく、今後社会実装が望まれている。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 4件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件、 招待講演 10件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] University of Bordeaux(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Case Western Reserve University(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Case Western Reserve University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University de Bordeaux(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Efficient Light‐Harvesting Antennae Resulting from the Dense Organization of Dyes into DNA Junctions though d ‐Threoninol2020

    • 著者名/発表者名
      Kashida Hiromu、Azuma Hidenori、Maruyama Ryoko、Araki Yasuyuki、Wada Takehiko、Asanuma Hiroyuki
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: - 号: 28 ページ: 11360-11363

    • DOI

      10.1002/anie.202004221

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Underwater Bubble and Oil Repellency of Biomimetic Pincushion and Plastron-Like Honeycomb Films2020

    • 著者名/発表者名
      Chen Bihai、Wada Takehiko、Yabu Hiroshi
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 36 号: 23 ページ: 6365-6369

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.0c00427

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reversible Changes in the Orientation of Gold Nanorod Arrays on Polymer Brushes2020

    • 著者名/発表者名
      Sekizawa Yu、Mitomo Hideyuki、Nihei Mizuki、Nakamura Satoshi、Yonamine Yusuke、Kuzuya Akinori、Wada Takehiko、Ijiro Kuniharu
    • 雑誌名

      Nanoscale Advances

      巻: 2 号: 9 ページ: 3798-3803

    • DOI

      10.1039/d0na00315h

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Solvent Effects and Aggregation Phenomena Studied by Vibrational Optical Activity and Molecular Dynamics: The Case of Pantolactone2020

    • 著者名/発表者名
      Ghidinelli Simone、Abbate Sergio、Koshoubu Jun、Araki Yasuyuki、Wada Takehiko、Longhi Giovanna
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 124 号: 22 ページ: 4512-4526

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.0c01483

    • 関連する報告書
      2019 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] 1.Development of an Engineered Photoactive Yellow Protein as a Cross-Linking Junction for Construction of Photoresponsive Protein-Polymer Conjugates2019

    • 著者名/発表者名
      Ui, Mihoko; Miyauchi, Yusuke; Inoue, Masataka; Murakami, Makoto; Araki, Yasuyuki; Wada, Takehiko; Kinbara, Kazushi
    • 雑誌名

      ChemPhotoChem

      巻: 3 号: 6 ページ: 356-360

    • DOI

      10.1002/cptc.201900024

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2.N-Benzoyl-Protected Peptide Nucleic Acid (PNA) Monomers Expand the Range of Nucleobases Available for PNA-DNA Chimera2019

    • 著者名/発表者名
      ito Inagaki , Ryohei Uematsu , Tatsuya Mizutani , Daisuke Unabara, Yasuyuki Araki , Seiji Sakamoto , Hiromu Kashida , Masaki Nishijima , Hiroyuki Asanuma , Yoshihisa Inoue , and Takehiko Wada
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 48 号: 4 ページ: 341-344

    • DOI

      10.1246/cl.181048

    • NAID

      130007624438

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 3.Transient Circular Dichroism Measurement of The Excited Triplet State of Pristine Hexahelicene in Solution at Room Temperature2019

    • 著者名/発表者名
      Makoto Kuronuma , Takehito Sato , Yasuyuki Araki ,* Tadashi Mori , Seiji Sakamoto, Yoshihisa Inoue , Osamu Ito , and Takehiko Wada
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 48 号: 4 ページ: 357-360

    • DOI

      10.1246/cl.190012

    • NAID

      130007624434

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantitative evaluation of energy migration between identical chromophores enabled by breaking symmetry2018

    • 著者名/発表者名
      Hiromu Kashida, Hayato Kawai, Ryoko Maruyama, Yuta Kokubo, Yasuyuki Araki, Takehiko Wada, Hiroyuki Asanuma
    • 雑誌名

      Communications Chemistry (Nature)

      巻: 1 号: 1 ページ: 91-98

    • DOI

      10.1038/s42004-018-0093-0

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Concentration-dependent photophysical switching in mixed self-assembled monolayers of pentacene and perylenediimide on gold nanoclusters2018

    • 著者名/発表者名
      D. Kato, H. Sakai, Y. Araki, T. Wada, N. V. Tkachenko, T. Hasobe
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 20 号: 13 ページ: 8695-8706

    • DOI

      10.1039/c8cp00174j

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 細胞内環境応答型人工核酸システムの開発 ‐ヌクレアーゼ活性制御機能を有する癌細胞選択的核酸医薬創製を目指して‐2020

    • 著者名/発表者名
      和田健彦
    • 学会等名
      長崎大学大学院医歯薬学総合研究科 第3回機能性分子化学フォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of high sensitive and high time-resolve circular dichroism (CD) measurement system2019

    • 著者名/発表者名
      Takehiko WADA
    • 学会等名
      Advances in Noncanonical Nucleic Acids 2019 (ANNA2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of Intracellular Condition Responsive Artificial Nucleic Acids for the Catalytic Oligonucleotide Therapeutics2019

    • 著者名/発表者名
      Takehiko WADA
    • 学会等名
      6th Annual Joint Data Science in Life Science and Engineering Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 弱い相互作用を協働的に活用した不斉光反応制御 ‐生体高分子をキラル反応場として活用した超分子不斉光反応系を中心として‐2019

    • 著者名/発表者名
      和田健彦
    • 学会等名
      第40回光化学若手の会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 天然ヌクレアーゼ活性超越に資するDNA-人工核酸キメラ分子構造設計と機能評価2019

    • 著者名/発表者名
      和田健彦
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Cancer Cell-Specific Oligonucleotide Therapeutics Delivery System with MMP Activatable PEG-Conjugated Oligoarginine Peptides2018

    • 著者名/発表者名
      Takehiko WADA
    • 学会等名
      FIBER International Summit for Nucleic Acids 2018 (FISNA-2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Supramolecular Asymmetric Photochirogenesis (SMAP) of 2-Anthracene Carboxylate and  2,6-Anthracene Dicarboxylate mediated by Serum Albumin as Chiral Reaction Nanoreactor - Utilizing a Dynamics of Photoexcited Molecule for New Type of Asymmetric Photoreaction -2018

    • 著者名/発表者名
      Takehiko WADA
    • 学会等名
      Special Lecture of University de Bordeaux.
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Supramolecular Asymmetric Photochirogenesis (SMAP) of 2-Anthracene Carboxylate mediated by Serum Albumin as Chiral Reaction Nanoreactor2018

    • 著者名/発表者名
      Takehiko WADA
    • 学会等名
      Special Lecture of Technische University Munchen.
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 細胞内環境応答型人工核酸の開発 -イスキミア(虚血)細胞選択的核酸医薬の創製を目指して-2018

    • 著者名/発表者名
      和田健彦
    • 学会等名
      東京医科歯科大学・脳統合機能研究センター講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] タンパク質キラルキャビティーを活用した新規分子結合制御法の創成2018

    • 著者名/発表者名
      和田健彦
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 刺激応答性高分子ハンドブック2018

    • 著者名/発表者名
      宮田隆志監修;和田健彦、片岡一則、石原一彦、浅沼浩之、伊藤耕三、中條善樹、秋吉一成、原田明、上垣外正己、大塚英幸、浜地格、有賀克彦、丸山厚、大矢裕一、古川英光、佐藤尚弘、柴山充弘、田中敬二、前田瑞夫、他
    • 総ページ数
      864
    • 出版者
      (株)エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] ・ キメラ分子、医薬組成物、標的核酸の切断方法、及び標的核酸切断用又は診断用キット2019

    • 発明者名
      和田健彦
    • 権利者名
      和田健彦
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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