ペプチドを基とする機能性インターフェイスの設計

基于肽的功能接口设计

• 批准号: 14045239
• 负责人: 木下 隆利
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14045239/
• 关键词: 組換えDNA法; 両親媒性ポリペプチド; 自己組織化; 水面展開単分子膜; ナノパターニング; 機能性インターフェース; ナノテンプレート; 高密度集積回路; トリブロックコポリペプチド; 水面単分子膜; LB膜; ナノ相分離構造; 二次元パターニング

近年、固体基板上に集積された分子の表面構造に基づいて機能を発現させる試みがなされている。特定の分子素子をナノメートルオーダーで規則配列させる技術の確立は、機能性インターフェースを設計する上で最も重要な課題であろう。我々はそのアプローチとして明確な二次構造を有し、容易に化学修飾を行うことができるポリペプチドに着目し、その自己組織化を利用した二次元パターニング素子としての有用性を見出してきた。本研究では、精密に表面構造を制御することを目的として、大腸菌を介した組換えDNA法を用いることにより、高次構造を厳密に設計した単分散ポリペプチドを調製した。得られた両親媒性ポリペプチドの自己組織化に基づいた二次元パターン形成に関して検討し、高密度集積回路などを念頭においたナノテンプレート応用への基礎的知見を得た。組み替えDNA法で得た各種ペプチドを水面上に展開して単分子膜を形成させ、マイカ基板上に一層累積し、その表面構造をAFMにより観察した。表面圧25mN/mにおいて作製したヘリックス-ループ-ヘリックス型ペプチドLB膜は、厚さの異なるドメインが交互に並んだストライプ状のナノパターンが観察され、そのストライプの間隔(15nm)は同ペプチドの分子長(16.4nm)に相当する。すなわち、空気/水界面でα-ヘリックスドメインがロイシンジッパーに基づいて規則的に配列したナノ構造を形成していると考えられる。また、サイズの異なるペプチド(分子長18.5nm)を用いることでストライプの間隔(19nm)を卸御できることが分かった。このように組換えDNA法により調製した単分散ペプチドを用いることにより、ペプチド分子の高次構造に基づいて、新たな自己組織化ナノパターニングに成功した。

In recent years, the surface structure of molecules deposited on solid substrates has been developed as a result of experiments. The most important issue is the establishment of technology and functional design for specific molecular elements. We have a clear secondary structure, easy chemical modification, and use of secondary structure. This study focuses on the control of high order structure and high order structure. In order to obtain the basic knowledge of the formation of the two-dimensional network, the idea of the high-density integrated circuit is obtained. The DNA method is used to detect the formation of molecular films on the surface of water, the accumulation of layers on the substrate, and the surface structure. The surface pressure of 25mN/m is equivalent to the molecular length (16.4 nm) of the LB film. The air/water interface is formed by the formation of a regular structure. The distance between the molecules (18.5 nm) and the distance between the molecules (19nm) is 10 nm. The DNA method is used to modulate the molecular structure.

项目成果

丹羽敏彦: "ポリペプチドを用いたLSI配線テンプレートの作製"電子材料. 11月号・52巻. 52-55 (2003)

丹羽敏彦：“使用多肽制备LSI布线模板”，电子材料11月号，第52卷52-55（2003年）。

H.Yokoi: "Polypeptide membrances at an interface"Prog.Polym.Sci.. 28. 341-357 (2002)

H.Yokoi：“界面处的多肽膜”Prog.Polym.Sci.. 28. 341-357 (2002)

M.Higuchi: "Preparation of Vertically and Unidirectionally Oriented α-Helical Sequential Polypeptide Assemblies on Self-Assembled Monolayers"Trans.MRS-J.. 27・3. 489-492 (2002)

M. Higuchi：“在自组装单层上制备垂直和单向取向的α-螺旋序列多肽组件” Trans.MRS-J.. 27・3 (2002)。

H.Yokoi: "Construction of polypeptide-based nano-template"Polymer J.. 36(in press). (2004)

H.Yokoi：“基于多肽的纳米模板的构建”Polymer J.. 36（出版中）。

T.Kinoshita, S.Hayashi, Y.Yokogawa, S.Washizu: "Nanotechnology and Nano-Interface Controlled devices, Chap 13 "Structural Color Forming System Composed of Polypeptide-based LB films""ELSEVIER. 19 (2003)

T.Kinoshita、S.Hayashi、Y.Yokokawa、S.Washizu：“纳米技术和纳米界面控制装置，第 13 章“由多肽基 LB 薄膜组成的结构颜色形成系统””ELSEVIER。