| 研究課題/領域番号 |
21K14478
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分28010:ナノ構造化学関連
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| 研究機関 | 長崎大学 (2023)
奈良先端科学技術大学院大学 (2021-2022) |
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研究代表者 |
尾本 賢一郎 長崎大学, 工学研究科, 助教 (40820056)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 脂質キュービック相 / 有機-無機ハイブリッド / リオトロピック液晶 / 超分子化学 / 膜タンパク質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
固定化酵素を筆頭に膜タンパク質の生体機能を活用したバルク材料の開発が探究されており、膜タンパク質を生きた状態で固定化させる媒体が求められている。膜タンパク質の固定化媒体として、脂質二分子膜と水チャネルからなるリオトロピック液晶「脂質キュービック相」が注目されているが、乾燥や温度変化などの周辺環境によりナノ構造が容易に崩壊するといった構造脆弱性の課題を有している。本研究では、脂質キュービック相の脂質二分子膜に高分子架橋を施すことで、様々な温度・乾湿条件においてもナノ構造を安定に維持可能な高分子性バルク材料「架橋脂質キュービック相」を開発し、その膜タンパク質固定化媒体としての活用可能性を追求する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、膜タンパク質を天然の状態のまま担持できる安定な高分子材料の開発を指向し、脂質キュービック相の脂質二分子膜に高分子架橋を施した「架橋脂質キュービック相」の開発を目指した。本目的を達成するために、親水性末端にアルコキシシリル基を有する有機ケイ素脂質の含水条件下での自己組織化・縮合挙動について評価した。結果として有機ケイ素脂質が、ゾル-ゲル反応の進行に伴い、表層がシロキサン架橋により覆われた脂質二分子膜からなる「架橋脂質キュービック相」を時間発展的に形成することを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
脂質キュービック相を安定な膜タンパク質固定化媒体として活用するには、脂質二分子膜と水チャネルの秩序構造からなるナノ構造を固定化する手法の開発が必要である。本研究では、親水性末端にアルコキシシリル基を有する有機ケイ素脂質を含水条件下で自己組織化・縮合させることで、脂質同士がシロキサンネットワークにより高分子架橋された「架橋脂質キュービック相」を構築できることを見出した。本研究で得られた知見は、脂質分子同士の重合反応により脂質キュービック相の形成を誘起する新しい手法を示すものであり、膜タンパク質を固定化可能な安定な高分子材料の開発への展開が期待される。
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