結晶細孔内での精密分子配列に基づく超分子酵素の開発

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15H05478
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 田代 省平 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (80420230)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 多孔性結晶 / 分子配列 / ペプチド / 触媒 / 単結晶X線回折

研究成果の概要

本研究では、優れた分子配列能を持つ多孔性結晶metal-macrocycle framework（MMF）を活用して、その細孔内に異種複数のペプチド等の官能基を精密配列することにより、超分子的なアプローチに基づく酵素様構造「超分子酵素」を結晶細孔内に構築することを目的とした。具体的には、(1) MMF細孔内での酸触媒分子の配列によるサイズ特異的な不均一系触媒の開発や、(2) 細孔内のナノ空間特異効果を活用した光反応経路の制御、(3) キラル細孔内壁におけるプロキラル化合物の面選択的吸着に加え、(4) 特定のアミノ酸残基をアンカーとした異種ペプチドの位置選択的同時配列を実現した。

自由記述の分野

超分子化学、錯体化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

金属有機構造体metal-organic framework（MOF）などの既存の多孔性結晶材料では、異種複数の分子を細孔内に位置選択的に精密配列することは極めて困難であるが、本研究ではその課題を実現することにより、超分子酵素構築に向けた大きな一歩を踏み出せたことから、高い学術的意義が見込まれる。また、本研究の実現によって多孔性結晶材料の応用可能性が押し広げられることによる社会的意義も期待できる。