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生体分子においてタンパク質は、ポリペプチド鎖により形成されたキラルな3次元構造中、ヘムやクロロフィル、触媒基などの機能性原子団を配向固定化し、光合成、電子輸送やプロトン輸送など高効率に機能を発現している。この生体系における高機能を模倣し、人工新機能創成に応用するにはポリペプチド素構造と機能性基との人工組織化により達成されるポリぺプチド3次元超構造を構築することが必要である。以前の研究により、ポリぺプチド2次素構造の人工的アセンブリによるタンパク質様立体構造の設計・合成(デノボ設計)およびヘムやフラビンなど電子伝達機能を有する原子団の配向固定化による新機能を有するポリぺプチド超構造の構築を行ってきた。本研究ではヘム機能性基-ペプチド複合超構造のより一層の高次元化と機能化を達成した。具体的には、1)設計したぺプチドα-ヘリックス構造とヘム(ポルフィリン)から構築される超構造素構造として、ミニ人工ヘムタンパク質の合成と新規触媒機能創成を行った。2)上記ミニヘムタンパク質素構造構築原理を展開し、ポリペプチド-ヘム複合体の3次元組織化集合体の創成と制御を達成した。3)抗ヘムモノクローナル抗体の超可変領域(抗原結合部位、CDR)を基本モチーフとして、天然には存在しない全く新規のペプチド-ヘム複合体分子創成に成功した。
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