ウイルス部品蛋白質からなるナノチューブ構造体の分子設計と機能化

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20350063
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 上野 隆史 京都大学, 物質ー細胞統合システム拠点, 准教授 (70332179)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 超分子 / ナノチューブ / T4ファージ / 蛋白質工学 / 光反応

研究概要

生体で精密な構造体を構築するバクテリオファージT4に着目し、その部品蛋白質の一つを遺伝子工学的に取り出し、安定なチューブ構造体を作製した。この構造体は高い温度や幅広いpH領域でも安定に存在し、有機溶媒を含む反応系でもチューブ構造を保持したまま、一度に多くの機能性分子をディスプレーする事が可能である。従って、触媒はもとより、細胞等の成長を促すマトリックス分子として様々な応用展開が可能である。

研究成果

• [雑誌論文] Dual modification of a triple-stranded b-helix nanotube with Ru and Re metal complexes to promote photocatalytic reduction of CO_2 (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Yokoi, Y.Miura, C.-Y.Huang, N.Takatani, H.Inaba, T.Koshiyama, S.Kanamaru, F.Arisaka, Y.Watanabe, S.Kitagawa, T.Ueno
  • 雑誌名: Chem.Commum. 47 ページ: 2074-2076
• [雑誌論文] Construction of Robust Bio-nanotube by Controlled Self-assembly of Component Proteins of Bacteriophege T4 (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Yokoi, H.Inaba, M.Terauchi, A.Z.Stieg, N.J.M.Sanghamitra, T.Koshiyama, K.Yutani, S.Kanamaru, F.Arisaka, T.Hikage, A.Suzuki, T.Yamane, J.K.Gimzewski, Y.Watanabe, S.Kitagawa, T.Ueno
  • 雑誌名: Smoll(selected as an inside cover picture) 6 ページ: 1873-1879
• [雑誌論文] 2Construction of an Energy Transfer System in the Bio-nanocup Space by Heteromeric Assembly of gp27 and gp5 Proteins Isolated From Bacteriophage T4 (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Koshiyama, T.Uen, S.Kanamaru, F.Arisaka, Y.Watanabe
  • 雑誌名: Org.Biomol.Chem. 7 ページ: 2649-2654
• [学会発表] 蛋白質集合体形成を利用した機能プログラミング (2011)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: 新学術領域研究「配位プログラム」第2回公開シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2011-02-04
• [学会発表] Metal Coordination Designed in Discrete Space of Protein Cages (2010)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: The 5th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference 2010
  • 発表場所: Kaohsiung, Taiwan
  • 年月日: 20101102-20101105
• [学会発表] Metal Coordination Designed in Discrete Space of Protein Assembly (2010)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: 8^<th> China-Japan Joint Symposium on Metal Cluster Compounds
  • 発表場所: Xi'an, China
  • 年月日: 20100810-20100813
• [学会発表] Catalytic Reactions Designed using Protein Scaffolds from Artificial Enzymes to Protein Nanocage Reactors (2010)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: NIMS 2010 Conference
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 20100712-20100714
• [学会発表] Nanotube Architectures Designed from Component Proteins of Bacteriophage T4 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: 5^<th> International Symposium on Macrocyclic & Supramolecular Chemistry
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 20100606-20100610
• [学会発表] 蛋白質微粒子の機能化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: 第90回日本化学会春季年会(特別企画「ナノ粒子の深化と応用」)
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20100326-20100329
• [学会発表] Molecular Functions Designed in Protein Nanocage Assemblies (2010)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: The 3rd Annual Protein and Peptide Conference (PepCon-2010)
  • 発表場所: at Beijing International Convention Center, Beijing, China
  • 年月日: 20100321-20100323
• [学会発表] Bio-hybrid Meso-scale materials for Supramolecular Coordination Chemistry (2010)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: Session 173 (Molecular Design in Bioinorganic Chemistry), Pacifichem 2010
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2010-12-20
• [学会発表] Metal Complexes Functionalized on Tubular Protein Architectures (2010)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: Session 164 (Self-assembly and Coordination Chemistry) Pacifichem
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] 材料化学を指向した蛋白質分子設計 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: 分子科学研究所所長招聘研究会「2020年の物質分子科学を語る」
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2010-12-01
• [学会発表] Bio-hybrid Meso-scale materials for Supramolecular Coordination Chemistry" UdS-Japanese JEPS Symposium on Supramolecular Nanomaterials Science (2010)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: Institut de Science et d'Ingenierie Supramolecularies (ISIS)
  • 発表場所: France
  • 年月日: 2010-10-29
• [学会発表] 蛋白質を駆使した精密無機化学への挑戦 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: 京都大学化学研究所講演会
  • 発表場所: 宇治
  • 年月日: 2010-10-12
• [学会発表] Coordination chemistry of porous protein crystals (2010)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: 60^<th> Anniversary Conference on Coordination Chemistry in Osaka
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2010-09-28
• [学会発表] 蛋白質集合体を用いたメゾ分子構造体の機能化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: 第4回バイオ関連化学シンポジウム「明日を拓くバイオ関連化学」
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] 巨大蛋白質の合理的反応場設計 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: 第4回日本化学会関東支部大会
  • 発表場所: 筑波
  • 年月日: 2010-08-30
• [学会発表] 巨大蛋白質の配位化学 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: 第23回生物無機化学夏期セミナー
  • 発表場所: 河口湖
  • 年月日: 2010-08-29
• [学会発表] 巨大蛋白質を用いた分子機能空間構築への挑戦 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: 神奈川大学学術フロンティア「機能物質創成を目指す化学空間の設計と制御」
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2010-03-13
• [学会発表] BIOINORGANIC FUNCTIONS DESIGNED IN NANOCAGED PROTEIN ASSEMBLIES (2009)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: Symposium on Advanced Biological Inorganic Chemistry
  • 発表場所: at the Tata Institute of Fundamental Research, Mumbai, India
  • 年月日: 20091104-20091107
• [学会発表] Redesigning Protein Spaces for Coordination Chemistry (2009)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: 14^<th> Intemational Conference on Biological Inorganic Chemistry
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 20090725-20090730
• [学会発表] Bioinorganic Functions and Structures Designed in Protein Nanocage Assemblies (2009)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: Symposium : Inorganic Hybrid Materials ; What are the young scientists preparing?
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2009-10-08
• [学会発表] 蛋白質分子フラスコの可能性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: 新化学発展協会ライフサイエンス技術部会講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-07-21
• [学会発表] 新しいメゾ領域科学を目指す蛋白質空間設計 (2009)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: 生体関連サマースクール
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-07-14
• [学会発表] 蛋白質集合体のナノ空間を利用した化学反応制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: 第25回日本DDS学会学術集会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-07-03
• [学会発表] Re-designing Protein cage architectures for coordination chemistry (2009)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: 2nd International Symposium for Young Organic Chemistry
  • 発表場所: NIMS, Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] 蛋白質複合体を基盤とするナノ触媒設計 (2009)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: 日本化学会ATPシンポジウム
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] 蛋白質をビルディングブロックとする巨大分子集積体の化学 (2009)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: 熊本大学講演会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2009-01-05
• [学会発表] 精密巨大分子合成を指向した蛋白質の分子設計 (2008)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: 東京工業大学資源化学研究所講演会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] 金属イオンを操る蛋白質複合体一その機能と制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: 日本生物物理学会第46回年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-12-03
• [学会発表] 蛋白質集合体のメゾスケール化学に向けて (2008)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: 第11回生命化学研究会
  • 発表場所: 水上
  • 年月日: 2008-11-29
• [学会発表] Integration of Metal Complexes into Viral Component Protein Assemblies (2008)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: The IUMRS International Conference in Asia 2008
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 2008-11-11
• [学会発表] 蛋白質複合体空間を利用した金属触媒反応 (2008)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: 第102回触媒討論会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2008-09-26
• [学会発表] Design of Protein Assembly for Coordination Chemisny (2008)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 学会等名: 第58回錯体化学討論会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2008-09-20
• [図書] 配位化学による蛋白質集合体の機能設計金属と分子集合 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 総ページ数: 5-23
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 巨大蛋白質を舞台とする触媒化学現代化学2月号(No.467) (2010)
  • 著者名/発表者名: 上野隆史
  • 総ページ数: 54-59
  • 出版者: 東京化学同人
• [図書] 蛋白質が提供するナノ空間ナノ空間材料の創成と応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 渡辺芳人、安部聡、上野隆史
  • 総ページ数: 72-79
  • 出版者: フロンティア出版
• [図書] 超分子タンパク質内部空間の金属イオン集積超分子金属錯体(錯体化学会選書) (2009)
  • 著者名/発表者名: 安部聡、上野隆史
  • 総ページ数: 176-188
  • 出版者: 三共出版
• [図書] 蛋白質空間錯体Hybrid配位空間の化学 (2009)
  • 著者名/発表者名: 渡辺芳人、上野隆史
  • 総ページ数: 301-311
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] Artificial Metalloproteins Exploting Vacant Space : Preparation Structures, and Functions(25) (2009)
  • 著者名/発表者名: 安部聡, 上野隆史, 渡辺芳人
  • 総ページ数: 25-44
  • 出版者: Top.Organomet.Chem.
• [図書] 「架橋化蛋白質結晶の不均一触媒への展開」蛋白質結晶の新展開 (2008)
  • 著者名/発表者名: 越山友美、上野隆史
  • 総ページ数: 276-288
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 「ナノ構造蛋白質の内部空間利用」バイオナノプロセス (2008)
  • 著者名/発表者名: 安部聡、上野隆史
  • 総ページ数: 62-69
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.kitagawa.icems.kyoto-u.ac.jp/index.html