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多様な刺激に応答するπ組織体の応用

公募研究

研究領域π造形科学: 電子と構造のダイナミズム制御による新機能創出
研究課題/領域番号 17H05147
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京農工大学

研究代表者

村岡 貴博  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70509132)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワード芳香族性骨格 / 両親媒性分子 / 生体関連化学 / ポリモルフィズム / 刺激応答性 / 芳香族性
研究実績の概要

本研究では交互両親媒性分子構造を基軸とした芳香族性部位を有する分子の2次元(膜)、3次元(結晶)場での動的制御系の構築を行った。3次元(結晶)場での動的制御系の構築について、短鎖PEGを組込んだ環状マルチブロック分子を基盤とした熱応答結晶材料の開発を行った。熱応答結晶ー結晶転移、または液晶を含む転移を利用して、電気伝導性のスイッチや、光学特性の1つであるレタデーションを温度変化でスイッチする材料の開発に成功した。ここで、加熱プロセスの有無によって、異なるパッキング構造を有する結晶多形が室温で得られることを見出した。このヒステリシス現象を利用することで、1つの分子から同一温度で異なる物性値を示す結晶材料を得ることができ、スイッチ材料だけでなく、分子の機能を拡大するプロセッシングの開発に成功した。
また、非環状マルチブロック分子についても結晶熱応答性を見出し、物性のスイッチングに成功した。
非環状マルチブロック分子について、脂質二分子膜中で超分子イオンチャネルを形成する分子を基盤とし、様々な刺激応答性の付与に成功した。例えば、疎水部に立体障害部位を導入することで、張力応答性イオンチャネルの開発に成功した。分子構造の違いによって、張力に応答してイオン透過性を発現する分子と、逆に透過性を失う分子を得ることができ、張力応答性分子材料としての応用可能性を広げる知見を得ることができた。リガンドとの相互作用部位を導入することで、リガンドとの吸脱着によってイオン透過性をスイッチする分子の開発にも成功し、膜の機能化を可能にする分子材料としての機能展開を広げる成果を得ることができた。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 6件、 招待講演 13件) 産業財産権 (4件)

  • [国際共同研究] ボルドー大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ボルドー大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Coupling effects of thiol and urea-type groups for promotion of oxidative protein folding2019

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Okada, Motonori Matsusaki, Kenta AraiK , Yuji Hidaka, Kenji Inaba, Masaki Okumura, Takahiro Muraoka
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 55(6) 号: 6 ページ: 759-762

    • DOI

      10.1039/c8cc08657e

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of C2-symmetric alkaloidal chiral amphiphiles and configurational effects on self-assembly2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Nana、Ryu Yunosuke、Muraoka Takahiro、Oguri Hiroki
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 16 号: 48 ページ: 9305-9313

    • DOI

      10.1039/c8ob02287a

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heat-Triggered Crystallization of Liquid Crystalline Macrocycles Allowing for Conductance Switching through Hysteretic Thermal Phase Transitions2018

    • 著者名/発表者名
      Muraoka Takahiro、Shima Tatsuya、Kajitani Takashi、Hoshino Norihisa、Morvan Estelle、Grelard Axelle、Dufourc Erick J.、Fukushima Takanori、Akutagawa Tomoyuki、Nabeya Kota、Kinbara Kazushi
    • 雑誌名

      Chemistry - An Asian Journal

      巻: 14 号: 1 ページ: 141-148

    • DOI

      10.1002/asia.201801372

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Localization of transmembrane multiblock amphiphilic molecules in phase-separated vesicles2018

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Kinbara, Kaori Umetsu, Hiroki Sonobe, Takahiro Muraoka, Naofumi Shimokawa, Masahiro Takagi
    • 雑誌名

      Faraday Discussions

      巻: 印刷中 ページ: 315-328

    • DOI

      10.1039/c8fd00022k

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal and Optical Properties of Multiblock Macrocycles with Hysteretic Polymorphic Transition2018

    • 著者名/発表者名
      Kota Nabeya, Takahiro Muraoka, Norihisa Hoshino, Miho Aizawa, Takashi Kajitani, Tomoyuki Akutagawa, Atsushi Shishido, Takanori Fukushima, and Kazushi Kinbara
    • 雑誌名

      Mater. Chem. Front.

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 969-974

    • DOI

      10.1039/c7qm00621g

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Enzymatically Cleavable Traceless Biotin Tag for Protein PEGylation and Purification2018

    • 著者名/発表者名
      Adam Marcin Wawro, Yusuke Aoki, Takahiro Muraoka, Kouhei Tsumoto, and Kazushi Kinbara
    • 雑誌名

      Chem. Common.

      巻: 印刷中 号: 15 ページ: 1913-1916

    • DOI

      10.1039/c7cc05814d

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multifarious Polymorphism of Multi-Block Amphiphilic Macrocycle Bearing Thermally Responsive Polyether Segment2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Muraoka, Tatsuya Shima, and Kazushi Kinbara
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 3 号: 1 ページ: 414-418

    • DOI

      10.1021/acsomega.7b01737

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bio-inspired Multiblock Molecules for Membrane Functionalization2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Muraoka
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 41 号: 3 ページ: 294-302

    • DOI

      10.1248/bpb.b17-00652

    • NAID

      130006407350

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechano-Sensitive Synthetic Ion Channels2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Muraoka, Kaori Umetsu, Kazuhito V. Tabata, Tsutomu Hamada, Hiroyuki Noji, Takashi Yamashita, and Kazushi Kinbara
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 139 号: 49 ページ: 18016-18023

    • DOI

      10.1021/jacs.7b09515

    • 関連する報告書
      2017 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] Thermally-Induced Lateral Assembly of PEG-Containing Amphiphile Triggering Vesicle Budding2017

    • 著者名/発表者名
      Rui Li, Takahiro Muraoka, and Kazushi Kinbara
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 53 号: 85 ページ: 11662-11665

    • DOI

      10.1039/c7cc06489f

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ウレア骨格を有するチオール化合物の酸化的タンパク質フォールディング促進効果2019

    • 著者名/発表者名
      岡田隼輔、松崎元紀、荒井堅太、日高雄二、稲葉謙次、奥村正樹、村岡貴博
    • 学会等名
      第99回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of multiblock arene-perfluoroarene macrocycle2019

    • 著者名/発表者名
      SATO, Kohei; NABEYA, Kota; MURAOKA, Takahiro; HOSHINO, Norihisa; AKUTAGAWA, Tomoyuki; KINBARA, Kazushi
    • 学会等名
      第99回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Protein Cyborgization by Main Chain Substitution2019

    • 著者名/発表者名
      AOKI, Yusuke; UI, Mihoko; MATSUI, Takashi; TANAKA, Yoshikazu; MURAOKA, Takahiro; SATO, Kohei; KINBARA, Kazushi
    • 学会等名
      第99回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Design and Synthesis of C2-Symmetric Alkaloidal Chiral Amphiphiles and Configurational Effects on Self-Assembly2019

    • 著者名/発表者名
      TSUCHIYA, Nana; RYU, Yunosuke; MURAOKA, Takahiro; OGURI, Hiroki
    • 学会等名
      第99回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 単結合ねじれ運動を利用した分子集合体形状変換2019

    • 著者名/発表者名
      笠勇之介、下川直史、高木昌宏、村岡貴博
    • 学会等名
      第99回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 新規刺激応答性自己組織化ペプチドの設計2019

    • 著者名/発表者名
      石田敦也、味岡逸樹、渡辺豪、村岡 貴博
    • 学会等名
      第99回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌の膜透過性を有するペプチドの探索と評価2019

    • 著者名/発表者名
      井上豪、豊原大智、モリテツシ、村岡貴博
    • 学会等名
      第99回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 生体親和性分子を用いた酵素安定化技術の開発2018

    • 著者名/発表者名
      村岡貴博
    • 学会等名
      第19回酵素応用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機合成化学を基盤とするタンパク質・細胞操作2018

    • 著者名/発表者名
      村岡貴博
    • 学会等名
      NCNP-TUAT若手研究シンポジウム2018夏
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 地球環境を支える希少微生物を 生きたまま解析し保存する基盤技術の開発2018

    • 著者名/発表者名
      村岡貴博
    • 学会等名
      平成 30 年度公益信託『エスペック地球環境研究・技術基金』授与式
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体分子を模倣し操作する超分子化学2018

    • 著者名/発表者名
      村岡貴博
    • 学会等名
      π造形コロキウム(防衛大学校)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] タンパク質酸化的リフォールディング促進剤の開発2018

    • 著者名/発表者名
      岡田隼輔、松崎元紀、稲葉謙次、奥村正樹、村岡貴博
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質酸化的リフォールディングを促進する還元剤の新たな分子デザイン2018

    • 著者名/発表者名
      岡田隼輔、松崎元紀、稲葉謙次、奥村正樹、村岡貴博
    • 学会等名
      CSJ化学フェスタ2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] グアニジル基を用いた蛋白質酸化的フォールディング促進剤の開発2018

    • 著者名/発表者名
      村岡貴博、岡田隼輔、松崎元紀、 荒井堅太、日高雄二、稲葉謙次、奥村正樹
    • 学会等名
      第18回東北大学多元物質科学研究所 研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Stimuli-Responsive Multiblock Molecules in Membrane and Crystal2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Muraoka
    • 学会等名
      π-EJ 2018, European-Japanese Workshop 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Reducing Agents Accelerating Protein Folding2018

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Okada, Motonori Matsusaki, Kenji Inaba, Masaki Okumura, Takahiro Muraoka
    • 学会等名
      π-EJ 2018, European-Japanese Workshop 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thiol-containing Compounds for Acceleration of Protein Folding2018

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Okada, Motonori Matsusaki, Kenta Arai, Kenji Inaba, Masaki Okumura, Takahiro Muraoka
    • 学会等名
      10th International Peptide Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] タンパク質模倣から着想する機能性分子開発2018

    • 著者名/発表者名
      村岡貴博
    • 学会等名
      多元研若手研究者交流講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 膜タンパク質模倣からデザインする人工イオンチャネルの開発2018

    • 著者名/発表者名
      村岡貴博
    • 学会等名
      応用物理学会分子バイオエレクトロニクス分科会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光応答性両親媒性ペプチドを用いた細胞接着制御2018

    • 著者名/発表者名
      村岡貴博
    • 学会等名
      第17回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Multi-block Amphiphiles for Bio-related Functions2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Muraoka
    • 学会等名
      International Symposium on Pure & Applied Chemistry (ISPAC) 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Bio-Inspired Multi-Block Amphiphiles2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Muraoka
    • 学会等名
      Celebrating Four Decades of Research on Self-Assembling Materials
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] タンパク質から学ぶマルチブロック型分子の開発と機能展開2017

    • 著者名/発表者名
      村岡貴博
    • 学会等名
      関東高分子若手研究会サマーキャンプ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 化学と生物の接点で展開する機能性分子の開発2017

    • 著者名/発表者名
      村岡貴博
    • 学会等名
      The 2nd FRIS Retreat / 若手研究者学際融合領域会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multiblock Molecules for Membrane Functionalization2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Muraoka
    • 学会等名
      Symposium on Frontier of Biofunctional Chemistry, ISBC 2017 Pre-Symposium Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] タンパク質から発想する機能性分子開発2017

    • 著者名/発表者名
      村岡貴博
    • 学会等名
      第4回π造形科学若手研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] 自己組織化ペプチド2019

    • 発明者名
      村岡貴博、石田敦也、味岡逸樹、渡辺豪
    • 権利者名
      東京農工大学、東京医科歯科大学、北里研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-028845
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 微生物膜透過性物質2019

    • 発明者名
      村岡貴博、モリテツシ、井上豪、豊原大智
    • 権利者名
      東京農工大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-033167
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] タンパク質のリフォールディング剤、タンパク質のリフォールディング方法及びタンパク質の再生方法2018

    • 発明者名
      村岡貴博、岡田隼輔、奥村正樹、稲葉謙次、松﨑元紀
    • 権利者名
      東京農工大学、東北大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-109769
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 自己集合性、光学活性、構造拡張可能性、多様な構造修飾可能性を有するスキャッフォールドの創製2018

    • 発明者名
      大栗博毅、村岡貴博、土屋菜奈、笠勇之助
    • 権利者名
      東京農工大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-206817
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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