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堅牢な有機フレーム内に柔軟なペプチド鎖をもつ低分子受容体ポケット多種類材料の創製

研究課題

研究課題/領域番号 19K05181
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分28010:ナノ構造化学関連
研究機関山形大学

研究代表者

古澤 宏幸  山形大学, 大学院基盤教育機構, 教授 (60345395)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード水晶振動子微量天秤 / 共有結合有機構造体 / 気化分子相互作用 / 受容体 / 分子認識 / バイオセンサー / ジペプチド / 金電極 / 配向固定化膜 / 共有結合性有機構造体 / アミンカップリング反応 / 脱水縮合剤 / ナノ薄膜 / 電気化学センサ
研究開始時の研究の概要

数百種類の受容体で匂い分子を識別している生体の嗅覚システムを模倣した低分子認識システムを人工的な材料で実現するために、受容体ポケットのフレームワークとして共有結合性有機構造体を利用し、その支柱部分に多品種オリゴペプチドを組み込むことで生体に匹敵する多種類の受容体ポケットを用意できるようにして、生体系と同様に揮発性低分子を多種類の受容体捕捉パターンで識別するバイオ-ナノ構造-薄膜材料を開発する。

研究成果の概要

数百種類の受容体で匂い分子を識別している生体の嗅覚システムを模倣した低分子認識システムを人工的な材料で実現するために、受容体ポケットのフレームワークとして共有結合性有機構造体を利用し、その支柱部分にジペプチドを組み込むことで生体類似の受容体ポケットを調製したところ、ジペプチドの有無や種類によって揮発性低分子の吸着量が異なることがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果から、有機材料を組み合わせることでナノサイズの空間を創製できるのみならず、ジペプチドをはじめとした分子や各種官能基を導入することで化学的に分子環境のことなる場を提供できることを示すことができた。これらは人工的なバイオセンサーの受容体として活用できることから、より多品種の分子に対応した分子センサー応用に展開でき、バイオセンサーの社会実装を促進すると期待できる。

報告書

(4件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Constructive Optimization of a Multienzymatic Film Based on a Cascade Reaction for Electrochemical Biosensors2020

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Kai、Furusawa Hiroyuki、Nagamine Kuniaki、Tokito Shizuo
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 5 号: 50 ページ: 32844-32851

    • DOI

      10.1021/acsomega.0c05521

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 酵素-電気化学デバイスにおけるカスケード酵素膜の構造最適化2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木開、古澤宏幸、長峯邦明、時任静士
    • 学会等名
      第31回バイオ・高分子シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 電荷蓄積法を用いた酵素-電気化学的な低分子化合物の高感度検出2020

    • 著者名/発表者名
      佐々木開、古澤宏幸、長峯邦明、時任静士
    • 学会等名
      第30回バイオ・高分子シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] センサ装置および周波数計測方法2021

    • 発明者名
      吉嶺浩司、古澤宏幸
    • 権利者名
      ピエゾパーツ株式会社、山形大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-145610
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-12-25  

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