超分子機械の創製と機能化

• 研究課題/領域番号: 19350065
• 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: 機能物質化学
• 研究機関: 東北大学 (2008); 東京大学 (2007)
• 研究代表者: 金原 数 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30282578)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円); 2008年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円); 2007年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
• キーワード: 超分子化学 / 分子機械 / 配位結合 / フォトクロミック分子 / 遠隔操作 / シャペロニン / ナノチューブ / 分子糊 / ナノマシン / 光スイッチ / 分子認識

研究概要

分子間相互作用により分子の機械的な動きを伝達する「超分子機械」の創製を試みた。その結果、3分子が直線的に連結し、末端の光駆動分子の動きが反対側の末端に位置するプローブ分子へと伝達される、3分子系の「分子の遠隔操作システム」の構築に成功した。また、生体分子機械として知られているシャペロニンを超分子化学的に連結することにより、ゲストを内包できるナノチューブの構築に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] A Tubular Biocontainer : Metal Ion-Induced 1D Assembly of a Molecularly Engineered Chaperonin (2009)
  • 著者名/発表者名: Biswas S, Kinbara K, Oya N, Ishii N, Taguchi H, Aida T
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Glues Carrying Multiple Guanidinium Ion Pendants via an Oligoether Spacer : Stabilization of Microtubules against Depolymerization (2009)
  • 著者名/発表者名: Okuro K, Kinbara K, Tsumoto, Ishii N, Aida T
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 131 ページ: 1626-1627
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Glues Carrying Multiple Guanidinium Ion Pendants via an Oligoether Spacer : Stabilization of Microtubules against Depolymerization (2009)
  • 著者名/発表者名: Kou Okuro, Kazushi Kinbara, et.al.
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 131 ページ: 1626-1627
  • 査読あり
• [雑誌論文] Template Sol-Gel Synthesis of Mesostructured Silica Composites Using Metal Complexes Bearing Amphiphilic Side Chains : Immobilization of a Polymeric Pt Complex Formed by a Metallophilic Interaction (2009)
  • 著者名/発表者名: Wataru Otani, Kazushi Kinbara. Takuzo Aida.
  • 雑誌名: Faraday Discussions 143(In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 分子を使って機械を作る分子ハサミ、分子ペンチへの挑戦 (2008)
  • 著者名/発表者名: 金原数
  • 雑誌名: 未来材料 8 ページ: 62-64
• [雑誌論文] 光で分子を動かす光駆動分子ペンチ (2008)
  • 著者名/発表者名: 金原数
  • 雑誌名: 光アライアンス 18 ページ: 9-13
• [雑誌論文] Toward Long-Distance Mechanical Communication : Studies on a Ternary Complex Interconnected by a Bridging Rotary Module (2008)
  • 著者名/発表者名: Kai H, Nara S, Kinbara K, Aida T
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 130 ページ: 6725-6727
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toward Autonomously Operating Molecular Machines Driven by Transition-Metal Catalyst (2008)
  • 著者名/発表者名: Tanaka K, Kinbara K
  • 雑誌名: Mol. BioSyst. 4 ページ: 512-514
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chiral Ferrocenes as Novel Rotary Modules for Molecular Machines (2008)
  • 著者名/発表者名: Kinbara K, Muraoka T, Aida T
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. ページ: 1871-1876
• [雑誌論文] Toward Autonomously Operating Molecular Machines Driven by Transition-metal Catalyst (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka. K. Kinbara
  • 雑誌名: Molecular BioSystems 4 ページ: 512-514
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toward Long-Distance Mechanical Communication : Studies on a Ternary Complex Interconnected by a Bridging Rotary Module (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Kai, Shinji Nara, Kazushi Kinbara. Takuzo Aida
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 130 ページ: 6725-6727
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toward Autonomously Operating Molecular Machines Driven by Transition-metal Catalyst (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Tanaka, K.Kinbara
  • 雑誌名: Molecular BioSystems 4(掲載確定)(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferrocenes as Novel Rotary Modules for Synthetic Molecular Machines (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Kinbara, T.Muraoka, T.Aida
  • 雑誌名: Organic & Biomolecular Chemistry 6(掲載確定)(印刷中)
  • 査読あり
• [学会発表] キラルなアミノ酸、4-アミノピペリジン-4-カルボン酸、からなる新規なオリゴペプチドの分子設計と性質 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中雅洋、趙〓一、金原数、相田卓三
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会
  • 発表場所: 日本大学理工学部船橋キャンパス
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] モレキュラーグルー(分子糊)を用いたタンパク質の超分子的修飾 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大黒耕、金原数、津本浩平、石井則行、相田卓三
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会
  • 発表場所: 日本大学理工学部船橋キャンパス
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] Development of Bioinspired Molecular Machines (2009)
  • 著者名/発表者名: Kinbara K
  • 学会等名: 2009 Multifunctional Nanoscale Materials for the 21st Century, Argonne National Laboratory
  • 発表場所: Argonne, USA(invited)
  • 年月日: 2009-03-07
• [学会発表] Development of Supramolecular Machines : Transformation of Mechanical Motions between Molecules (2009)
  • 著者名/発表者名: Kinbara K
  • 学会等名: 2009 WPI-AIMR Annual Workshop
  • 発表場所: Mitagi-Zao Royal Hotel, Zao, JAPAN(invited)
  • 年月日: 2009-03-06
• [学会発表] 分子による分子の操作 : 超分子機械の設計とその動き (2008)
  • 著者名/発表者名: 金原 数
  • 学会等名: 情報科学用有機材料第142委員会合同研究会
  • 発表場所: 東京理科大学
  • 年月日: 2008-10-31
• [学会発表] タンパク質の超分子的な修飾を可能にするモレキュラーグルーの開拓と性質 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大黒耕、金原数、津本浩平、相田卓三
  • 学会等名: 第57回高分子討論会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] アキラルなアミノ酸「4-アミノピペリジンー4-カルボン酸」からなる新規なオリゴペプチドの設計 (2008)
  • 著者名/発表者名: 趙〓一、金原数、相田卓三
  • 学会等名: 第57回高分子討論会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] シャペロニンナノチューブの構築と拡張 (2008)
  • 著者名/発表者名: ビスワス シュヴェンドゥ、金原数、石井則行、田口英樹、相田卓三
  • 学会等名: 第57回高分子討論会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] フォトクロミック配位子を有する遷移金属錯体触媒の設計と重合反応の可変立体制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宮村泰直、金原数、相田卓三
  • 学会等名: 第57回高分子討論会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] フォトクロミック配位子を有する遷移金属錯体触媒の設計と重合反応の可変立体制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宮村泰直、金原数、相田卓三
  • 学会等名: 第57回高分子討論会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] シャペロニンナノチューブの構築と拡張 (2008)
  • 著者名/発表者名: ビスワスシュヴェンドゥ, ら
  • 学会等名: 第57回高分子討論会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] アキラルなアミノ酸「4-アミノピペリジンー4-カルボン酸」からなる新規なオリゴペプチドの設計 (2008)
  • 著者名/発表者名: 趙竣一、金原数、相田卓三
  • 学会等名: 第57回高分子討論会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] Phosphorescent Mesostructured Silica Templated by an Amphiphilic Columnar Assembly of Trinuclear Au(I)Pyrazolate Complex (2008)
  • 著者名/発表者名: Lintang H O, Kinbara K, Tanaka K, Aida T
  • 学会等名: 6th International Mesostructured Materials Symposium
  • 発表場所: University of Namur, Namur, Belgium
  • 年月日: 2008-09-09
• [学会発表] Phosphorescent Mesostructured Silica Templated by an Amphiphilic Columnar Assembly of Trinuclear Au(I) Pyrazolate Complex (2008)
  • 著者名/発表者名: Hendrik O. Lintang, et.al.
  • 学会等名: IMMS 2008 6th International Mesostructured Materials Symposium
  • 発表場所: Namur. Belgium
  • 年月日: 2008-09-09
• [学会発表] タンパク質の超分子的な修飾を可能にするモレキュラーグルーの開拓と性質 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大黒耕、金原数、津本浩平、相田卓三
  • 学会等名: 第57回高分子討論会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2008-09-02
• [学会発表] 次世代分子機械への挑戦 : 分子と分子の機械的コミュニケーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 金原数
  • 学会等名: 学振151委員会ナノバイオフュージョン分科会研究会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2008-07-25
• [学会発表] 分子で機械を作る : 有機合成化学とタンパク質工学からのアプローチ (2008)
  • 著者名/発表者名: 金原数
  • 学会等名: 早稲田大学講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2008-07-11
• [学会発表] 生体高分子の超分子化学を利用した機能性物質の開拓、「生命科学と化学の接点~分子レベルで見る細胞の世界~ (2008)
  • 著者名/発表者名: 金原数
  • 学会等名: 多元研講演会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2008-05-31
• [学会発表] シャペロニンをユニットとした刺激応答性超分子構造体の構築 (2008)
  • 著者名/発表者名: BISWAS SHUVENDU、大矢延弘、金原数、石井則行、田口英樹、相田卓三
  • 学会等名: 第57回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2008-05-29
• [学会発表] Phosphorescent Mesostructured Silica Templated by a Columnar Assembly of Trinuclear Au(I) Pyrazolate Complex Formed via a Metallophilic Interaction (2008)
  • 著者名/発表者名: Lintang H O, Kinbara K, Tanaka K, Aida T
  • 学会等名: 第57回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2008-05-28
• [学会発表] モレキュラーグルー(分子糊)を用いたタンパク質修飾 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大黒耕、金原数、津本浩平、相田卓三
  • 学会等名: 第57回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2008-05-28
• [学会発表] Phosphorescent Mesostructured Silica Templated by a Columnar A ssembly of Trinuclear Au(I) Pyrazolate Complex Formed via a Metallophilic Interaction (2008)
  • 著者名/発表者名: Hendrik O. Lintang, et.al.
  • 学会等名: 第57回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2008-05-28
• [学会発表] 生体分子のユニバーサルな修飾を可能にするモレキュラーグルー(分子糊)の創製と性質 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大黒耕、金原数、津本浩平、相田卓三
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] 「精密分子機械の合成と機能」、「精密巨大分子の化学」 (2008)
  • 著者名/発表者名: 金原数
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] 分子シャペロンからなるチューブ状集合体の形成とその性質 (2008)
  • 著者名/発表者名: BISWAS SHUVENDU、大矢延弘、金原数、田口英樹、石井則行、相田卓三
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2008-03-27
• [学会発表] 超分子機械の設計 : 動力の遠距離伝達への挑戦 (2008)
  • 著者名/発表者名: 甲斐洋行、金原数、相田卓三
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2008-03-26
• [学会発表] 超分子機械の設計:動力の遠距離伝達への挑戦 (2008)
  • 著者名/発表者名: 甲斐 洋行、金原 数、相田 卓三
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2008-03-26
• [学会発表] 光駆動分子マシンについて (2008)
  • 著者名/発表者名: 金原数
  • 学会等名: レーザー駆動電子顕微鏡研究会
  • 発表場所: 東京大学大学院工学系研究科原子力専攻会議室
  • 年月日: 2008-03-07
• [学会発表] 生体高分子の超分子化学と機能開拓 (2008)
  • 著者名/発表者名: 金原数
  • 学会等名: 第5回ライフサーベイヤシンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2008-01-31
• [学会発表] Development of Light-driven Molecular Machines Composed of Tetrasabstituted Ferrocenes as Rotary Modules (2007)
  • 著者名/発表者名: Kinbara K
  • 学会等名: International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals2007
  • 発表場所: Nanyang Technology University, Singapore, Singapore
  • 年月日: 2007-12-25
• [学会発表] Development of Light-driven Molecular Machines Composed of Tetrasabstituted Ferrocenes (2007)
  • 著者名/発表者名: Kinbara K
  • 学会等名: The 4th Japanese-Sino Symposium on Organic Chemistry for Young Scientists
  • 発表場所: Hilton Narita, Chiba, Japan(invited)
  • 年月日: 2007-09-25
• [学会発表] Development of Bio-Inspired Molecular Machines (2007)
  • 著者名/発表者名: Kinbara K, Aida T
  • 学会等名: ICBN2007
  • 発表場所: Biopolis, Singapore, Singapore(invited)
  • 年月日: 2007-08-13
• [学会発表] Development of Molecular Devices By Chemical Modification Of Chaperonins (2007)
  • 著者名/発表者名: Kinbara K, Aida T
  • 学会等名: The 2nd International Congress on Nanotechnology and Nanomedicine
  • 発表場所: San Francisco Airport Crowne Plaza, San Francisco, USA(invited)
  • 年月日: 2007-06-19
• [学会発表] Novel Polyguanidine Dendrimers for Supramolecular Modification of Biomolecules (2007)
  • 著者名/発表者名: Okuro K, Kinbara K, Aida T
  • 学会等名: The 2nd International Congress on Nanotechnology and Nanomedicine
  • 発表場所: San Francisco Airport Crowne Plaza, San Francisco, USA
  • 年月日: 2007-06-19
• [学会発表] 「フェロセンを利用した次世代分子機械の設計」「金属と分子集合」 (2007)
  • 著者名/発表者名: 金原数
  • 学会等名: 分子研研究会
  • 発表場所: 分子研
  • 年月日: 2007-06-04
• [学会発表] 分子を用いた機械への挑戦 (2007)
  • 著者名/発表者名: 金原数
  • 学会等名: 触媒学会若手会フレッシュマンゼミナール
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2007-06-02
• [学会発表] 生体分子への化学的修飾を目的とするポリグアニジンデンドリマーの創製 (2007)
  • 著者名/発表者名: 大黒耕、金原数、田口英樹、相田卓三
  • 学会等名: 第56回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2007-05-30
• [学会発表] Mechanical manipulation of guest molecules by light-driven molecular machines (2007)
  • 著者名/発表者名: Kinbara K, Aida T
  • 学会等名: International Conference on Molecular Machines and Sensors
  • 発表場所: East China University of Science, Shanghai, China(invited)
  • 年月日: 2007-05-08
• [図書] 分子はさみと分子ペンチ (2009)
  • 著者名/発表者名: 金原数
  • 出版者: 超分子サイエンス&テクノロジー(NTS)
• [図書] 分子レベルで動きを伝達、分子をねじる光駆動分子ペンチ」、最新分子マシン-ナノで動く"高度な機械"を目指して- (2008)
  • 著者名/発表者名: 金原数
  • 出版者: 化学同人
• [図書] 半導体ナノ粒子複合体を用いる機能性材料の創製と応用量子ドットの生命科学領域への応用(山本重夫) (2007)
  • 著者名/発表者名: 金原数
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考]
  • URL: http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/kinbara/index-j.html
• [備考] 2009年2月6日掲載、日経産業新聞、「分子のり」開発-タンパク質や核酸・糖を結合がん治療に応用へ