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2021 年度 研究成果報告書

クライオ電顕構造に基いた高機能超耐熱性ペプチドナノチューブの創製

研究課題

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研究課題/領域番号 19K05210
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分28030:ナノ材料科学関連
研究機関神戸大学

研究代表者

田村 厚夫  神戸大学, 理学研究科, 准教授 (90273797)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードペプチド / ナノファイバー / 耐熱性 / ヘリックス
研究成果の概要

クライオ電顕の登場で、今まで他の手法で不可能であった非結晶性ナノファイバーの原子レベルでの構造解析が可能となった。申請者の独自技術によって創製してきた人工設計ペプチドナノチューブにこの構造解析法を初めて適用し、得られた構造に基いて新たな精密設計を行うことで、超耐熱性という形質を付与することを目指した。この結果、ペプチドの構造としては、らせん状のαヘリックスを基本とし、自己集合によって会合したナノファイバー構造となることで、転移温度が測定不能となる130℃を超えるものの創製に成功した。また、この集合体が、中温域で協同的に液晶様の構造転移を起こすという新たな現象を見出した。

自由記述の分野

タンパク質設計

研究成果の学術的意義や社会的意義

生物中で機能を担っている生体物質であるタンパク質とペプチドは、自然環境や生物中で働くため、通常は10-40℃程度で安定な構造を取っている。高温環境では、一般的にはタンパク質構造が壊れ機能が失われてしまう。この欠点を補うため、タンパク質(ペプチド)分子を規則的に多数集合させてナノファイバーとして非常に高い熱安定性を獲得することに成功し、高温での機能化への道筋をつけることに至った。さらに、分子的には水素結合1つの有無によって、分子集合体の方向が一斉に変化する液晶様現象を生じることから、ペプチド分子集合体の新たな構造転移の発見につながった。

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公開日: 2023-01-30  

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