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2023 年度 研究成果報告書

昆虫による分子ナノカーボンの直接官能基化に関わる新規タンパク質の探索と機能解明

研究課題

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研究課題/領域番号 22K14782
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分37010:生体関連化学
研究機関名古屋大学

研究代表者

宇佐見 享嗣  名古屋大学, 高等研究院(WPI), 特任助教 (40890447)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
キーワード生物変換 / 昆虫 / 分子ナノカーボン / 生体触媒
研究成果の概要

本研究課題により、生体触媒として昆虫であるハスモンヨトウ幼虫を用い、分子ナノカーボンの直接酸化に関与する新規タンパク質の探索と機能を解明することに成功した。直接酸化に関与する酵素タンパク質は異物代謝酵素であるチトクローム P450 の一種である。さらに、さまざまなサイズの分子ナノカーボンをハスモンヨトウ幼虫へ供することで基質特異性を明らかにし、計算科学により結合構造や安定性、反応メカニズムの推定に成功した。 今後は、標的タンパク質の分子機能能を詳細に明らかにすることで、新規機能性分子ナノカーボンが創製できると考えられる。

自由記述の分野

ケミカルバイオロジー

研究成果の学術的意義や社会的意義

分子ナノカーボンは、現在、その特異な性質から工学を始め様々な分野で利用され、生物医学への応用可能性が示され、より複雑な未踏・新奇な分子ナノカーボンの精密設計・合成法が確立している。また、位置選択的に官能基を付与することで新たな物性や機能が見出されているが、適用可能な分子は限定的である。本研究では、昆虫が有する異物代謝能力に着目し実験を進めることで、機能化反応に関与する酵素タンパク質とその機能解明に成功した。本成果は、これまで有機合成的手法や物理的手法による合成・変換が「常識」であった分子ナノカーボン分野に「昆虫を用いた機能分子創製」という新たなオプションを提示する大きな第一歩である。

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公開日: 2025-01-30  

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