2020 Fiscal Year Annual Research Report
三次元極小界面における脂質分子ダイナミクスの解明と革新的脂質キュービック法の開発
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17H03038
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
一川 尚広 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80598798)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 豪 北里大学, 理学部, 講師 (80547076)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ジャイロイド / 液晶 / 脂質キュービック法 / 膜たんぱく質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
双連続キュービック液晶は、相分離型の液晶相の一種である。三次元の連続性を有しているため、様々な機能物質を内包でき、それゆえの機能を期待できる。１つの例として、膜たんぱく質を取り込ませ、単結晶化場として利用するアプローチ（脂質キュービック法）が挙げられる。非常に珍しい液晶相であるため、この液晶相を示す分子設計は重要な課題に一つである。
これまで一川研究室では、双連続キュービック液晶相を発現する分子を独自に数多く開発してきた。中でも親水部としてZwitterionを導入した両親媒性Zwitterionは酸やリチウム塩の存在下で双連続キュービック液晶相を発現することを報告してきた。しかし、ある特定の条件下で自己組織化する材料であるため、過剰な熱や溶媒などの外部刺激の存在下ではジャイロイドナノ構造を維持することはできない。本研究で目指すようなジャイロイド構造を鋳型とした研究を進める上で、ジャイロイド構造の重合固定化が重要と考え、新たに分子設計を見直した。具体的には、重合性官能基を導入した両親媒性Zwitterionを設計し、双連続キュービック液晶相を発現した状態でin situ重合することに挑戦した。新たに、双子型の重合性両親媒性Zwitterionを設計・合成した。これらの分子は、適切な条件下で目的のジャイロイド構造を形成した。構造形成はシンクロトロンX線構造解析で行うことができた。このナノ構造膜の機能として、ジャイロイド界面に沿って水分子を取り込むことから、プロトン伝導膜やガスバリア膜としての機能を明らかにすることができた。今後、これらのナノ構造膜の中に膜たんぱく質を取り込み、この状態で重合固定化することで、膜たんぱく質の構造解析をする新手法の開発を目指したい。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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