ペプチドを基とする機能性インターフェイスの設計

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。

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。