ペプチド-金属の自己集合に基づく絡まりを伴う機能性球殻構造の構築

基于肽-金属自组装的纠缠功能球壳结构的构建

• 批准号: 19J21926
• 负责人: 猪俣 祐貴
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J21926/
• 关键词: ペプチド; フォールディング; 絡まり; 自己集合; 結び目; カプセル; 配位結合; ゲスト包接

絡まりを伴う機能性球殻構造の構築を目指し、本年度は高次の複雑さをもつ巨大球殻構造の創出に着目して研究を行った。前年度の研究において、配位性の強い官能基を有する側鎖による球殻構造の安定化効果が明らかとなっていたので、配位性側鎖を積極的に導入することによる巨大球殻構造の安定化を検討した。種々の検討の結果、末端アセチレン側鎖を有する人工アミノ酸をペプチド骨格に導入すると6nmサイズの巨大構造が溶液中で定量的に生成することが見出された。放射光施設での単結晶X線構造解析により構造を明らかにし、直径6.3nm, 金属60個と配位子60分子の計120成分からなる、正十二面体型の60交点巨大絡まり球殻構造の生成を確認した。この分子は、三配位の金属イオンと三座配位子によって形成されるネットワーク状絡まり部分構造が球状に閉じた構造と見なすことが可能であり、分子トポロジーの複雑さの階層をリングによる絡まりからネットによる絡まりへ上昇させた。内部空間に着目すると、それまでの24交点絡まりカプセルが有していた空間の十倍の体積を有する直径4nmの巨大空間を球殻構造内に有することが明らかとなった。これは、天然に存在するタンパク質を内包しうる空間サイズである。さらに、配位数の多さに由来する球殻構造の酸化・希釈・加熱に対する高い安定性も確認し、過激条件下での分子認識や触媒といった人工酵素への応用に適する性質をもつことを見出した。以上のように、ペプチドー金属の自己集合に基づき、60交点数の複雑さをもつ巨大絡まり球殻構造の構築を達成した。

Winding ま り を with う functional の spherical shell structure constructing を refers し, this year's high は の complex 雑 さ を も つ huge spherical shell structure の hit に with mesh し を line っ て research た. Before the annual の research に お い て, strong coordination sex の い functionality を have す る side chain に よ る の spherical shell structure stabilization working fruit が Ming ら か と な っ て い た の で, ligand side chain を positive に import す る こ と に よ る huge spherical shell structure の stabilization を beg し 検 た. Kind of 々 の beg の 検 results, end ア セ チ レ ン side lock has す を る artificial ア ミ ノ acid を ペ プ チ ド bone に import す る と 6 nm サ イ ズ の で quantitative に generated in huge tectonic が solution す る こ と が shows さ れ た. Ray facilities で の 単 crystal X-ray structural analysis に よ り tectonic を Ming ら か に し, diameter of 6.3 nm, 60 と metal ligand molecular の 60 meter 120 composition か ら な る, 12 surface shape is の 60 intersection huge complex ま り spherical shell structure の を confirm し た. こ の molecules は, three coordination の metal イ オ ン と three ligand に よ っ て form さ れ る ネ ッ ト ワ ー ク shape complex ま り partially constructed が globular に closed じ た tectonic と see な す こ と が may で あ り, molecular ト ポ ロ ジ ー の complex 雑 さ の class を リ ン グ に よ る collaterals ま り か ら ネ ッ ト に よ る collaterals ま り へ rise さ せ た. Internal space に with mesh す る と, そ れ ま で の 24 intersections collaterals ま り カ プ セ ル が have し て い た space の ten times の を volume have す る diameter 4 nm の huge space を に within spherical shell structure with す る こ と が Ming ら か と な っ た. <s:1> れ ズである, naturally に, there exists a <s:1> うる space enclosed in the するタ パ パ and を of the <s:1> mass を サ. さ ら に, coordination number more than の さ に origin す る spherical shell structure の acidification, bush 釈, heating に す seaborne る い stability も confirm し, ultra high under the condition of で の molecular recognition や catalyst と い っ た artificial enzymes へ の 応 with に optimum す る nature を も つ こ と を shows し た. Above の よ う に, ペ プ チ ド ー metal の his collection に base づ き, 60 node number の 雑 さ を も つ huge complex ま り の spherical shell structure constructing を reached し た.

项目成果

金属・ペプチド型トーラス結び目およびポリ[n]カテナンの構築における高立体選択性の考察

金属-肽环面结和聚[n]环烷结构中高立体选择性的考虑

• 发表时间: 2020
• 作者: 猪俣祐貴;澤田知久;藤田誠
• 通讯作者: 藤田誠

ペプチド配位子修飾による7および8交点トーラス結び目の構造制御

通过肽配体修饰对 7 相交和 8 相交环面结进行结构控制

• 发表时间: 2021
• 作者: 早川 覚博;猪俣 祐貴;澤田 知久;藤田 誠
• 通讯作者: 藤田 誠

Construction of Highly Entangled Torus Topologies via Folding and Assembly of Metal-Peptide Strands

通过金属肽链的折叠和组装构建高度纠缠的环面拓扑

• 发表时间: 2021
• 作者: Yuuki Inomata;Tomohisa Sawada;Makoto Fujita
• 通讯作者: Makoto Fujita

ペプチド鎖が精密に編み込まれたナノカプセルの合成に初成功

首次成功合成具有精确编织肽链的纳米胶囊

60交点の絡まりトポロジーをもつ巨大金属ペプチド球殻構造の合成

60个交叉点纠缠拓扑巨型金属肽球壳结构的合成

• 发表时间: 2022
• 作者: 猪俣 祐貴;澤田 知久;藤田 誠
• 通讯作者: 藤田 誠