Organization
Institute of Integrated Research Laboratory for Chemistry and Life Science Associate Professor
Title
Associate Professor
External link
sawada tomohisa
News & Topics
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Steric Zipper Interactions in Artificial Crystalline Peptide β-Sheets
2023/08/03
Languages： English
A novel approach to constructing crystalline artificial steric zippers has been reported by scientists at Tokyo Tech. Such structures contribute to the extraordinary stability of amyloid fibrils
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ペプチドの精密な「立体ジッパー」構造の人工合成に成功 密に噛み合う仕組みを、金属の自己組織化を用いて模倣
2023/08/02
Languages： Japanese
要点-短いペプチド配列と金属イオンを混ぜるだけで、金属の自己組織化による精密な「立体ジッパー」構造の人工的な合成に成功-アミロイド線維のように平行型βシート2枚が面と面で密に噛み合う「立体ジッパー」の分子構造を高分解能で観測-アミロイド線維のもつ強靭さの分
Research Interests
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self-assembly
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peptide
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molecular recognition
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Coordination bond
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Molecular topology
Research Areas
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Nanotechnology/Materials / Nanometer-scale chemistry
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Nanotechnology/Materials / Inorganic/coordination chemistry
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Nanotechnology/Materials / Bio chemistry
Education
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The University of Tokyo Graduate School of Engineering Department of Applied Chemistry
2007.4 - 2010.3
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The University of Tokyo Graduate School of Engineering Department of Applied Chemistry
2005.4 - 2007.3
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The University of Tokyo Faculty of Engineering Department of Applied Chemistry
2001.4 - 2005.3
Research History
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Institute of Science Tokyo, Institute of Integrated Research Laboratory for Chemistry and Life Science Associate Professor
2024.10
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Tokyo Institute of Technology, Institute of Innovative Research Laboratory for Chemistry and Life Science Associate Professor
2022.4 - 2024.9
Country：Japan
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JST PRESTO researcher
2020.12 - 2025.3
Country：Japan
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The University of Tokyo Graduate School of Engineering, Department of Applied Chemistry Associate Professor
2018.5 - 2022.3
Country：Japan
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The University of Tokyo Graduate School of Engineering, Department of Applied Chemistry Lecturer
2016.7 - 2018.5
Country：Japan
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The University of Tokyo Graduate School of Engineering, Department of Applied Chemistry Assistant Professor
2012.1 - 2016.6
Country：Japan
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The University of Tokyo Graduate School of Engineering, Department of Applied Chemistry Research Assistant Professor
2011.10 - 2012.1
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Japan Society for the Promotion of Science
2010.4 - 2011.10
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Japan Society for the Promotion of Science
2007.4 - 2010.3
Country：Japan
Professional Memberships
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日本化学会
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錯体化学会
Papers
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Construction of Well-Defined Yet Adaptable Oligo(Amino Acid) Cavities within an Aromatic Micelle Reviewed
Yuta Kikuchi, Lorenzo Catti, Shinji Aoyama, Tomohisa Sawada, Michito Yoshizawa
Journal of the American Chemical Society 2025.12
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Engineering β-sheet morphologies via metal cross-linking and side chain modifications Reviewed
Eisuke Tsunekawa, Takahiro Nakama, Makoto Fujita, Tomohisa Sawada
Chemical Science 16 18832 - 18837 2025.9
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An M60L60 metal-peptide capsid with a 60-crossing woven network Reviewed
Yuuki Inomata, Sota Oguma, Nao Sagara, Ami Nishijima, Yuta Saburomaru, Satoshi Yoshida, Takashi Kajitani, Koya Shimokawa, Sota Sato, Michito Yoshizawa, Makoto Fujita, Tomohisa Sawada
Chem 11 102555 2025.5
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Helical Sense Control of Metal–Peptide Torus Frameworks Leading to the Folding and Assembly of a Ag21L14 Braided Peptide Nanotube Reviewed
Sota Oguma, Yuuki Inomata, Akihiro Hayakawa, Takahiro Nakama, Makoto Fujita, Tomohisa Sawada
J. Am. Chem. Soc. 147 9098 - 9102 2025.3
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A Discrete Four‐Stranded β‐Sheet through Catenation of M2L2 Metal–Peptide Rings Reviewed
Eisuke Tsunekawa, Makoto Fujita, Tomohisa Sawada
Angewandte Chemie International Edition 64 e202416442 2024.10
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Remote optical chirality transfer via helical polyaromatic capsules upon encapsulation Reviewed
Hayate Sasafuchi, Mayuko Ueda, Natsuki Kishida, Tomohisa Sawada, Seika Suzuki, Yoshitane Imai, Michito Yoshizawa
Chem 11 102332 2024.10
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Helicity control of a polyaromatic coordination capsule through stereoselective CH–π interactions Reviewed
Natsuki Kishida, Hayate Sasafuchi, Tomohisa Sawada, Michito Yoshizawa
Chemical Science 15 ( 33 ) 13234 - 13239 2024.7
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A Closed Cavity Strategy for Selective Dipeptide Binding by a Polyaromatic Receptor in Water Reviewed
Mayu Shuto, Ryuki Sumida, Mana Yuasa, Tomohisa Sawada, Michito Yoshizawa
JACS Au 3 2905 - 2911 2023.10
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X‐ray and Electron Diffraction Observations of Steric Zipper Interactions in Metal-Induced Peptide Cross‐β Nanostructures Reviewed
Eisuke Tsunekawa, Yusuke Otsubo, Yusuke Yamada, Akihito Ikeda, Naruhiko Adachi, Masato Kawasaki, Akira Takasu, Shinji Aramaki, Toshiya Senda, Sota Sato, Satoshi Yoshida, Makoto Fujita, Tomohisa Sawada
J. Am. Chem. Soc. 145 16160 - 16165 2023.7
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Metal−Peptide Nonafoil Knots and Decafoil Supercoils Reviewed
Yuuki Inomata, Tomohisa Sawada, Makoto Fujita
J. Am. Chem. Soc. 143 ( 40 ) 16734 - 16739 2021.10
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Orderly Entangled Nanostructures of Metal–Peptide Strands Invited Reviewed
Tomohisa Sawada, Makoto Fujita
Bulletin of the Chemical Society of Japan 94 ( 10 ) 2342 - 2350 2021.7
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Parallel and antiparallel peptide double β‐helices controlled by metal‐induced folding and assembly Reviewed
Tomohisa Sawada, Wataru Iwasaki, Motoya Yamagami, Makoto Fujita
Natural Sciences 1 e10008 2021.4
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X‐ray Crystallographic Observation of Chiral Transformations within a Metal–Peptide Pore Reviewed
Ami Saito, Tomohisa Sawada, Makoto Fujita
Angewandte Chemie - International Edition 59 ( 46 ) 20367 - 20370 2020.11
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Folding and Assembly of Metal-Linked Peptidic Nanostructures Invited Reviewed
Tomohisa Sawada, Makoto Fujita
Chem 6 ( 8 ) 1861 - 1876 2020.7
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Metal-Peptide Torus Knots from Flexible Short Peptides Reviewed
Yuuki Inomata, Tomohisa Sawada, Makoto Fujita
Chem 6 ( 1 ) 294 - 303 2020.1
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A metal-peptide capsule by multiple ring threading Reviewed
Tomohisa Sawada, Yuuki Inomata, Koya Shimokawa, Makoto Fujita
Nature Communications 10 ( 1 ) 5687 2019.12
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Tomohisa Sawada, Ami Saito, Kenki Tamiya, Koya Shimokawa, Yutaro Hisada, Makoto Fujita
Nature Communications 10 ( 1 ) 921 2019.2
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Synthetic β-Barrel by Metal-Induced Folding and Assembly Reviewed
Motoya Yamagami, Tomohisa Sawada, Makoto Fujita
Journal of the American Chemical Society 140 ( 28 ) 8644 - 8647 2018.7
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Triple photochemical domino reaction of a tetrafluorostilbene terminating in double fluorine atom transfer Reviewed
Murase, T., Matsuda, C., Adachi, K., Sawada, T., Fujita, M.
Communications Chemistry 1 ( 1 ) 2018
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Self-assembly of a Peptide [2] catenane through Ω-loop folding Reviewed
Tomohisa Sawada, Yuuki Inomata, Motoya Yamagami, Makoto Fujita
Chemistry Letters 46 ( 8 ) 1119 - 1121 2017.5
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Porous Peptide Complexes by a Folding-and-Assembly Strategy Reviewed
Tomohisa Sawada, Motoya Yamagami, Shuji Akinaga, Tatsuki Miyaji, Makoto Fujita
Chemistry - An Asian Journal 12 ( 14 ) 1715 - 1718 2017.4
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Peptide [4]Catenane by Folding and Assembly Reviewed
Tomohisa Sawada, Motoya Yamagami, Kazuaki Ohara, Kentaro Yamaguchi, Makoto Fujita
Angewandte Chemie - International Edition 55 ( 14 ) 4519 - 4522 2016.3
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Compressed Corannulene in a Molecular Cage Reviewed
Schmidt, B.M., Osuga, T., Sawada, T., Hoshino, M., Fujita, M.
Angewandte Chemie - International Edition 55 ( 4 ) 2016
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Selective Co-Encapsulation Inside an M<inf>6</inf>L<inf>4</inf>Cage Reviewed
Leenders, S.H.A.M., Becker, R., Kumpulainen, T., de Bruin, B., Sawada, T., Kato, T., Fujita, M., Reek, J.N.H.
Chemistry - A European Journal 22 ( 43 ) 2016
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Capsule-bowl conversion triggered by a guest reaction Reviewed
Wang, S., Sawada, T., Fujita, M.
Chemical Communications 52 ( 78 ) 2016
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Capsule-capsule conversion by guest encapsulation Reviewed
Wang, S., Sawada, T., Ohara, K., Yamaguchi, K., Fujita, M.
Angewandte Chemie - International Edition 55 ( 6 ) 2016
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Coordination-driven folding and assembly of a short peptide into a protein-like two-nanometer-sized channel Reviewed
Tomohisa Sawada, Asami Matsumoto, Makoto Fujita
Angewandte Chemie - International Edition 53 ( 28 ) 7228 - 7232 2014.5
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Mutual induced fit in a synthetic host-guest system Reviewed
Sawada, T., Hisada, H., Fujita, M.
Journal of the American Chemical Society 136 ( 12 ) 2014
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Structural mimicry of the β-helix in aqueous solution with an isoatomic α/β/γ-peptide backbone Reviewed
Sawada, T., Gellman, S.H.
Journal of the American Chemical Society 133 ( 19 ) 2011
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Inducing α-helices in short oligopeptides through binding by an artificial hydrophobic cavity Reviewed
Dolain, C., Hatakeyama, Y., Sawada, T., Tashiro, S., Fujita, M.
Journal of the American Chemical Society 132 ( 16 ) 2010
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A single watson-crick gc base pair in water: Aqueous hydrogen bonds in hydrophobic cavities Reviewed
Sawada, T., Fujita, M.
Journal of the American Chemical Society 132 ( 20 ) 2010
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Minimal nucleotide duplex formation in water through enclathration in self-assembled hosts Reviewed
Sawada, T., Yoshizawa, M., Sato, S., Fujita, M.
Nature Chemistry 1 ( 1 ) 2009
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Conformational preferences of short peptide fragments Reviewed
Hatakeyama, Y., Sawada, T., Kawano, M., Fujita, M.
Angewandte Chemie - International Edition 48 ( 46 ) 2009
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Topologically matching supramolecular n/p-heterojunction architectures Reviewed
Bhosale, R., Perez-Velasco, A., Ravikumar, V., Kishore, R.S.K., Kel, O., Gomez-Casado, A., Jonkheijm, P., Huskens, J., Maroni, P., Borkovec, M., Sawada, T., Vauthey, E., Sakai, N., Matile, S.
Angewandte Chemie - International Edition 48 ( 35 ) 2009
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Ultramacrocyclization through reversible catenation Reviewed
Hori, A., Sawada, T., Yamashita, K.-I., Fujita, M.
Angewandte Chemie - International Edition 44 ( 31 ) 2005
Awards
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The Young Scientists’ Award, the Commendation for Science and Technology by the Minister of Education, Culture, Sports, Science and Technology (MEXT-Japan)
2020.4 The Minister of Education, Culture, Sports, Science and Technology (MEXT-Japan)
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The Chemical Society of Japan Award for Young Chemists
2018.3 Creation of Higher-Order Peptidic Nanostructures by Concerted Folding and Assembly
Research Projects
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分子がつくる構造の予測と制御のためのトポロジー理論構築
Grant number：JPMJCR25Q3 2025.10 - 2031.3
科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業 CREST
Authorship：Coinvestigator(s)
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Pioneering of new chemical space on highly entangled molecular topologies
Grant number：25K21701 2025.6 - 2030.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\26000000 （ Direct Cost: \20000000 、 Indirect Cost：\6000000 ）
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Tailor-made construction of synthetic peptide nanocavities
Grant number：24K01465 2024.4 - 2027.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Grant amount：\18590000 （ Direct Cost: \14300000 、 Indirect Cost：\4290000 ）
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Construction of Higher-Order Nanostructures Based on Reversible Peptide Strands
2020.12 - 2025.3
Japan Science and Technology Agency PRESTO
Authorship：Principal investigator
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自己集合化学とペプチド化学の協奏による人工酵素の創出
Grant number：19H02697 2019.4 - 2022.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B) 基盤研究(B)
澤田 知久
Grant amount：\17550000 （ Direct Cost: \13500000 、 Indirect Cost：\4050000 ）
分子の集合体形成によって得られる様々なナノサイズの空隙(ナノ空間)を構築する自己集合化学と、アミノ酸配列に基づくペプチド鎖のとりうる配座とその機能解明を行うペプチド化学を融合させることにより、人工酵素の化学合成を目標に研究を実施している。すなわち、空間的に仕切られた人工のナノ空間内に、さまざまなアミノ酸側鎖や活性中心となる金属イオンを精密集積させた人工ナノ空間を独自に構築し、特異な化学反応場の構築を目指している。 本年度の研究では、八残基のペプチド配位子とヨウ化亜鉛の錯形成によって人工βバレル錯体を合成し、その溶液構造の解明を行った。まず、錯形成により固体状態での精密なβバレル構造形成を確認した。しかし各種溶媒に不溶であったため、ペプチド配列へジエチレングリコール鎖を複数導入することを検討した。これにより、βバレル錯体の可溶化とNMR測定による溶液状態の観測に成功した。DOSY NMR測定および結晶構造解析を共に実施することにより、βバレル構造が６本鎖と８本鎖の２種の構造の平衡状態にあることを見出した。以上により、本手法で構築したβバレル構造は、天然にみられる剛直な構造と異なり、ユニークな動的構造特性をもつことを明らかにした。
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Inclusion of biopolymers within porous peptide crystals and their applications
Grant number：15H05481 2015.4 - 2018.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (A) Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
Sawada Tomohisa
Grant amount：\24570000 （ Direct Cost: \18900000 、 Indirect Cost：\5670000 ）
A porous peptide crystal, spontaneously self-assembled by simple mixing of a short peptide and a metal ion, has a precise nano-cavity via the facile synthesis. In this work, we succeeded in syntheses of a series of such porous crystals from 1.5 to 2.8 nanometer-sized cavities via chemical modifications of peptides, and revealed their molecular inclusion properties based on their cavity sizes. Furthermore, we also succeeded in creation of uniquely entangled molecules and a precise mimic of natural β-barrels via peptide sequence designs.
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ペプチドフォールディングと超分子錯体によるハイブリッド動的秩序形成
Grant number：26102508 2014.4 - 2016.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型) 新学術領域研究(研究領域提案型)
澤田 知久
Grant amount：\3640000 （ Direct Cost: \2800000 、 Indirect Cost：\840000 ）
本研究では、超分子化学によるものづくりと生命分子の科学の融合領域を開拓し、生命分子に潜在する動的秩序形成を解明するための人工系ー生命系のハイブリッド材料を創出した。超分子錯体の合成技術をベースとし、生命分子であるオリゴペプチドに備わっている動的秩序形成を引き出し、新たなナノ材料の構築を行った。
まず、三角形有機配位子（L）とパラジウムイオン（M）の水中での自己集合により得られる自己集合性錯体において、三角形有機配位子の設計を工夫することで、M18L6組成の六面体カプセル錯体を合成した。このカプセル錯体は、ゲストとなる有機分子を添加することにより、ゲスト分子を包接したM24L8組成の正八面体カプセル錯体へ動的変換されることを明らかにした。六面体ー八面体の構造変換のおこる、ユニークな動的超分子錯体の創出に成功した。
さらに、柔軟なペプチドを素子として組み込むアプローチも行った。Pro-Gly-Pro配列のペプチドの両端に配位性のピリジル基を導入した配位子（L）と銀イオン（M）を自己集合させることにより、M12L12組成の球状の集合体の構築に成功した。得られた構造は、M3L3組成の大環状構造が４つ、知恵の輪状に複雑に絡まり合った構造であることを明らかにした。このとき、複雑さを示す交差数１２は合成分子トポロジーの中で最高記録であり、柔軟な生命素子であるペプチドと人工系の配位結合を利用した自己集合を融合させることで、既存の合成手法では達し得ない複雑な分子構造を容易に作り出せることを明らかにすることが出来た。
以上、本研究では、動的な超分子カプセル錯体の構築と、ペプチドと金属イオンからなる人工系ー生命系ハイブリッド分子の創出を達成した。 -
Creation of crystalline nanocavities based on peptide folding
Grant number：25810046 2013.4 - 2015.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B) Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
SAWADA Tomohisa
Grant amount：\4420000 （ Direct Cost: \3400000 、 Indirect Cost：\1020000 ）
In this work, a new artificial peptide-based nanomaterial was created by the strategy of coordination-driven self-assembly with concomitant folding and assembly processes. A tripeptide with coordinating groups at both termini was designed and successfully complexed with silver(I) ion to give a crystalline porous material. The nanochannel of this material was composed of polyproline II helix of the peptide ligand and its diameter reached more than 2-nm-size. Furthermore, unique molecular recognition properties of this new material were also revealed.
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Self-assembled porous coordination networks as crystalline molecular flasks
Grant number：24000009 2012 - 2017
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Specially Promoted Research Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
FUJITA Makoto, SATO Sota, MURASE Takashi, INOKUMA Yasuhide, SAWADA Tomohisa, FUJITA Daishi
Grant amount：\386750000 （ Direct Cost: \297500000 、 Indirect Cost：\89250000 ）
This research project was intended to the integration of solution-state chemistry and solid-state chemistry through the nano-cavities of self-assembled hollow complexes. New chemistry was established by the successful integration of those two fields, which have been developed independently so far. New mechanistic insights on molecular recognition events or reactions in solution state were visualized by the single crystal X-ray analyses of the guest inclusion complexes. Furthermore, topochemical control in thermal and photochemical reactions was achieved in solution when substrates are well reorganized in the cavity before the events.
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自己組織化孤立空間内での最短DNA二重鎖の形成
Grant number：07J03098 2007 - 2009
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費 特別研究員奨励費
澤田 知久
Grant amount：\2800000 （ Direct Cost: \2800000 ）
生体内では、短いヌクレオチドやアミノ酸が水中で、特異的な水素結合することにより、精密な分子認識や酵素反応を実現している。しかしながら、水中でそれらを単純に混合するだけでは、無数の水分子により水和を受けて、特異的に水素結合を形成することは起こりえない。そこで、本研究では、水中で短いヌクレオチドを人工的な疎水性空間内に包接することにより、特異的に水素結合対を形成させることを目標としてきた。
前年度までの研究では、水中において、かご状錯体の疎水性内部空間へのAとUのモノヌクレオチドのペア包接と水素結合対の形成を達成し、論文として報告していた。平成21年度の研究では、異なる配列のGとCのヌクレオチドを用いて水素結合対の誘起を実現し、全4種類の核酸塩基配列の挙動を解明した。GとCの配列のモノヌクレオチドをかご状錯体内にペア包接させ、水素結合対の形成挙動をNMR測定およびX線結晶構造解析から明らかにした。その際、これまでのAとUの塩基対と異なる挙動も明らかにした。特に、GとCの塩基対形成では3本もの水素結合が関与するため、人工疎水場中での塩基対形成に顕著な選択性が現れた。これにより、本研究課題の掲げる、「人工疎水場を利用した水中での水素結合の誘起」という概念を実験的に検証出来たと言える。また、核酸のみならず、本手法を短いペプチド分子に対して応用することで、人工疎水空間を利用したヘリックス構造へのフォールディングも達成し、論文として報告した。
以上、本研究課題では水中での水素結合形成に関する基礎的な知見のみならず、水中で人工的な疎水性空間を用いた生体分子の精密な構造制御の手法も確立出来たと言える。今後、本研究を基に、長いオリゴヌクレオチドの配列認識やタンパク質の再生技術などへの発展が期待できる。