| 研究課題/領域番号 |
20K05478
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分33010:構造有機化学および物理有機化学関連
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
河合 英敏 東京理科大学, 理学部第一部化学科, 教授 (50322798)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | アロステリック / 分子認識 / 協同性 / キラル誘起 / 水素結合 / 分子カプセル / 分子プロペラ / 二重螺旋 / アロステリック会合 / 超分子ポリマー / 螺旋フォルダマー / 自己複製 / キラル伝達 / アロステリック効果 / 超分子キラリティー / 有機触媒 / 自己会合 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
アロステリック効果は、分子認識などの外部刺激を構造変化として伝達し、続く分子認識能や触媒活性の増幅あるいは抑制を導く効果である。その代表例であるヘモグロビンなどのアロステリックたんぱくは、複数のサブユニットが相互作用を通して自己会合した構造を持ち、個々のサブユニットで起こる事象を協同的に連携させることでアロステリック効果に基づく機能を発現している。本研究では、プロペラ状自己会合分子を用いたサブユニット自己会合型アロステリックレセプターの構築を行う。さらにサブユニット間の自己会合によって生じる超分子キラリティーやサブユニット間のアロステリック効果を利用したキラル記憶・転写などの機能性開拓を行う。
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| 研究成果の概要 |
ゲスト会合などの外部刺激に応じ構造を変えるアロステリック分子は、効率的な情報変換や情報増幅を可能にする優れた分子システムである。本研究ではアロステリック効果の効率的な発現と応答性を可能にするため、複数のサブユニットが自己会合することで情報伝達を行う自己会合型アロステリックレセプターの開発を行った。この目的のもと、プロペラ状自己会合型分子レセプターおよび二重螺旋型分子フォルダマーの構築に成功し、それらのサブユニット自己会合によって超分子キラリティー（プロペラ・螺旋状キラリティー）が発現することを実証した。さらにサブユニット間の協同性（アロステリック効果）、キラル誘起能、ゲスト認識能を調査した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
アロステリック効果を利用した情報伝達は、生体システムにおいて重要な機構である。この効果を人工系で応用するためには、より効率的にアロステリック効果を発現させるための設計指針が望まれている。本研究では、生体分子システムがアロステリック効果を生み出すための戦略として利用している「複数のサブユニットの自己会合」を人工システムに応用することで、効果的な協同性が生まれることを実証した。特にプロペラ形状や二重螺旋のような絡み合い構造とすることが構造変化の伝達に加えキラリティの発現や伝達にも重要であることを明らかにした。これらの知見は今後の人工情報伝達システムの構築に大きな意義をもたらすと考えている。
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