ORCID
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Steric Zipper Interactions in Artificial Crystalline Peptide β-Sheets
2023/08/03
掲載言語： 英語
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
掲載言語： 日本語
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
研究キーワード
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自己組織化
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ペプチド
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分子認識
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配位結合
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分子トポロジー
研究分野
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ナノテク・材料 / ナノ構造化学
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ナノテク・材料 / 無機・錯体化学
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ナノテク・材料 / 生体化学
学歴
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東京大学 大学院工学系研究科 応用化学専攻
2007年4月 - 2010年3月
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東京大学 大学院工学系研究科 応用化学専攻
2005年4月 - 2007年3月
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東京大学 工学部 応用化学科
2001年4月 - 2005年3月
経歴
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東京科学大学 総合研究院 化学生命科学研究所 准教授
2024年10月 - 現在
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東京工業大学 科学技術創成研究院 化学生命科学研究所 准教授
2022年4月 - 2024年9月
国名：日本国
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科学技術振興機構 さきがけ研究者（兼任）
2020年12月 - 2025年3月
国名：日本国
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東京大学 大学院工学系研究科 応用化学専攻 准教授
2018年5月 - 2022年3月
国名：日本国
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東京大学 大学院工学系研究科 応用化学専攻 講師
2016年7月 - 2018年5月
国名：日本国
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東京大学 大学院工学系研究科 応用化学専攻 助教
2012年1月 - 2016年6月
国名：日本国
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東京大学 大学院工学系研究科 応用化学専攻 特任助教
2011年10月 - 2012年1月
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独立行政法人日本学術振興会 海外特別研究員
2010年4月 - 2011年10月
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独立行政法人日本学術振興会 特別研究員DC1
2007年4月 - 2010年3月
国名：日本国
所属学協会
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日本化学会
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錯体化学会
論文
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Construction of Well-Defined Yet Adaptable Oligo(Amino Acid) Cavities within an Aromatic Micelle 査読
Yuta Kikuchi, Lorenzo Catti, Shinji Aoyama, Tomohisa Sawada, Michito Yoshizawa
Journal of the American Chemical Society 2025年12月
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Engineering β-sheet morphologies via metal cross-linking and side chain modifications 査読
Eisuke Tsunekawa, Takahiro Nakama, Makoto Fujita, Tomohisa Sawada
Chemical Science 16 18832 - 18837 2025年9月
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An M60L60 metal-peptide capsid with a 60-crossing woven network 査読
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年5月
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Helical Sense Control of Metal–Peptide Torus Frameworks Leading to the Folding and Assembly of a Ag21L14 Braided Peptide Nanotube 査読
Sota Oguma, Yuuki Inomata, Akihiro Hayakawa, Takahiro Nakama, Makoto Fujita, Tomohisa Sawada
J. Am. Chem. Soc. 147 9098 - 9102 2025年3月
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A Discrete Four‐Stranded β‐Sheet through Catenation of M2L2 Metal–Peptide Rings 査読
Eisuke Tsunekawa, Makoto Fujita, Tomohisa Sawada
Angewandte Chemie International Edition 64 e202416442 2024年10月
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Remote optical chirality transfer via helical polyaromatic capsules upon encapsulation 査読
Hayate Sasafuchi, Mayuko Ueda, Natsuki Kishida, Tomohisa Sawada, Seika Suzuki, Yoshitane Imai, Michito Yoshizawa
Chem 11 102332 2024年10月
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Helicity control of a polyaromatic coordination capsule through stereoselective CH–π interactions 査読
Natsuki Kishida, Hayate Sasafuchi, Tomohisa Sawada, Michito Yoshizawa
Chemical Science 15 ( 33 ) 13234 - 13239 2024年7月
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A Closed Cavity Strategy for Selective Dipeptide Binding by a Polyaromatic Receptor in Water 査読
Mayu Shuto, Ryuki Sumida, Mana Yuasa, Tomohisa Sawada, Michito Yoshizawa
JACS Au 3 2905 - 2911 2023年10月
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X‐ray and Electron Diffraction Observations of Steric Zipper Interactions in Metal-Induced Peptide Cross‐β Nanostructures 査読
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年7月
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Metal−Peptide Nonafoil Knots and Decafoil Supercoils 査読
Yuuki Inomata, Tomohisa Sawada, Makoto Fujita
J. Am. Chem. Soc. 143 ( 40 ) 16734 - 16739 2021年10月
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Orderly Entangled Nanostructures of Metal–Peptide Strands 招待 査読
Tomohisa Sawada, Makoto Fujita
Bulletin of the Chemical Society of Japan 94 ( 10 ) 2342 - 2350 2021年7月
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Parallel and antiparallel peptide double β‐helices controlled by metal‐induced folding and assembly 査読
Tomohisa Sawada, Wataru Iwasaki, Motoya Yamagami, Makoto Fujita
Natural Sciences 1 e10008 2021年4月
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X‐ray Crystallographic Observation of Chiral Transformations within a Metal–Peptide Pore 査読
Ami Saito, Tomohisa Sawada, Makoto Fujita
Angewandte Chemie - International Edition 59 ( 46 ) 20367 - 20370 2020年11月
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Folding and Assembly of Metal-Linked Peptidic Nanostructures 招待 査読
Tomohisa Sawada, Makoto Fujita
Chem 6 ( 8 ) 1861 - 1876 2020年7月
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Metal-Peptide Torus Knots from Flexible Short Peptides 査読
Yuuki Inomata, Tomohisa Sawada, Makoto Fujita
Chem 6 ( 1 ) 294 - 303 2020年1月
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A metal-peptide capsule by multiple ring threading 査読
Tomohisa Sawada, Yuuki Inomata, Koya Shimokawa, Makoto Fujita
Nature Communications 10 ( 1 ) 5687 2019年12月
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Tomohisa Sawada, Ami Saito, Kenki Tamiya, Koya Shimokawa, Yutaro Hisada, Makoto Fujita
Nature Communications 10 ( 1 ) 921 2019年2月
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Synthetic β-Barrel by Metal-Induced Folding and Assembly 査読
Motoya Yamagami, Tomohisa Sawada, Makoto Fujita
Journal of the American Chemical Society 140 ( 28 ) 8644 - 8647 2018年7月
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Triple photochemical domino reaction of a tetrafluorostilbene terminating in double fluorine atom transfer 査読
Murase, T., Matsuda, C., Adachi, K., Sawada, T., Fujita, M.
Communications Chemistry 1 ( 1 ) 2018年
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Self-assembly of a Peptide [2] catenane through Ω-loop folding 査読
Tomohisa Sawada, Yuuki Inomata, Motoya Yamagami, Makoto Fujita
Chemistry Letters 46 ( 8 ) 1119 - 1121 2017年5月
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Porous Peptide Complexes by a Folding-and-Assembly Strategy 査読
Tomohisa Sawada, Motoya Yamagami, Shuji Akinaga, Tatsuki Miyaji, Makoto Fujita
Chemistry - An Asian Journal 12 ( 14 ) 1715 - 1718 2017年4月
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Peptide [4]Catenane by Folding and Assembly 査読
Tomohisa Sawada, Motoya Yamagami, Kazuaki Ohara, Kentaro Yamaguchi, Makoto Fujita
Angewandte Chemie - International Edition 55 ( 14 ) 4519 - 4522 2016年3月
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Compressed Corannulene in a Molecular Cage 査読
Schmidt, B.M., Osuga, T., Sawada, T., Hoshino, M., Fujita, M.
Angewandte Chemie - International Edition 55 ( 4 ) 2016年
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Selective Co-Encapsulation Inside an M<inf>6</inf>L<inf>4</inf>Cage 査読
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年
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Capsule-bowl conversion triggered by a guest reaction 査読
Wang, S., Sawada, T., Fujita, M.
Chemical Communications 52 ( 78 ) 2016年
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Capsule-capsule conversion by guest encapsulation 査読
Wang, S., Sawada, T., Ohara, K., Yamaguchi, K., Fujita, M.
Angewandte Chemie - International Edition 55 ( 6 ) 2016年
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Coordination-driven folding and assembly of a short peptide into a protein-like two-nanometer-sized channel 査読
Tomohisa Sawada, Asami Matsumoto, Makoto Fujita
Angewandte Chemie - International Edition 53 ( 28 ) 7228 - 7232 2014年5月
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Mutual induced fit in a synthetic host-guest system 査読
Sawada, T., Hisada, H., Fujita, M.
Journal of the American Chemical Society 136 ( 12 ) 2014年
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Structural mimicry of the β-helix in aqueous solution with an isoatomic α/β/γ-peptide backbone 査読
Sawada, T., Gellman, S.H.
Journal of the American Chemical Society 133 ( 19 ) 2011年
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Inducing α-helices in short oligopeptides through binding by an artificial hydrophobic cavity 査読
Dolain, C., Hatakeyama, Y., Sawada, T., Tashiro, S., Fujita, M.
Journal of the American Chemical Society 132 ( 16 ) 2010年
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A single watson-crick gc base pair in water: Aqueous hydrogen bonds in hydrophobic cavities 査読
Sawada, T., Fujita, M.
Journal of the American Chemical Society 132 ( 20 ) 2010年
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Minimal nucleotide duplex formation in water through enclathration in self-assembled hosts 査読
Sawada, T., Yoshizawa, M., Sato, S., Fujita, M.
Nature Chemistry 1 ( 1 ) 2009年
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Conformational preferences of short peptide fragments 査読
Hatakeyama, Y., Sawada, T., Kawano, M., Fujita, M.
Angewandte Chemie - International Edition 48 ( 46 ) 2009年
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Topologically matching supramolecular n/p-heterojunction architectures 査読
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年
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Ultramacrocyclization through reversible catenation 査読
Hori, A., Sawada, T., Yamashita, K.-I., Fujita, M.
Angewandte Chemie - International Edition 44 ( 31 ) 2005年
受賞
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科学技術分野の文部科学大臣表彰 若手科学者賞
2020年4月 文部科学省 高次ペプチド自己集合構造の構築に関する研究
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進歩賞
2018年3月 日本化学会 フォールディングと自己集合の協奏による高次ペプチド構造体の構築
共同研究・競争的資金等の研究課題
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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
研究課題/領域番号：JPMJCR25Q3 2025年10月 - 2031年3月
科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業 CREST
担当区分：研究分担者
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高次絡まり分子トポロジーをもつ新化学空間の開拓
研究課題/領域番号：25K21701 2025年6月 - 2030年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 挑戦的研究(開拓)
澤田 知久
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人工ペプチドナノ空孔のオーダーメイド構築
研究課題/領域番号：24K01465 2024年4月 - 2027年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
澤田 知久
配分額：18590000円 （ 直接経費：14300000円 、 間接経費：4290000円 ）
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可逆的ペプチド鎖による高次ナノ構造構築法の開発
2020年12月 - 2025年3月
科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業 さきがけ
担当区分：研究代表者
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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
研究課題/領域番号：19H02697 2019年4月 - 2022年3月
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
配分額：17550000円 （ 直接経費：13500000円 、 間接経費：4050000円 ）
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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ペプチド結晶内空間への生体高分子の包接とその応用
研究課題/領域番号：15H05481 2015年4月 - 2018年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究(A) 若手研究(A)
澤田 知久
配分額：24570000円 （ 直接経費：18900000円 、 間接経費：5670000円 ）
短いペプチドと金属イオンを混ぜ合わせることで自発的に組み上がる細孔性ペプチド結晶は、簡便な合成法ながら精密なナノ空間を有する。本研究では、用いるペプチドの化学修飾により、ナノ空間のサイズを1.5～2.8ナノメートルまで系統的に作り分けることに成功し、そのサイズに応じた分子包接挙動を明らかにした。さらに、ペプチド配列設計に基づき、ユニークな絡まり構造をもつ分子や天然に存在するβバレル構造の精密模倣構造の創出にも新たに成功した。
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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
研究課題/領域番号：26102508 2014年4月 - 2016年3月
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
配分額：3640000円 （ 直接経費：2800000円 、 間接経費：840000円 ）
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。 -
ペプチドフォールディングを利用した結晶性ナノ空間の創出
研究課題/領域番号：25810046 2013年4月 - 2015年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究(B) 若手研究(B)
澤田 知久
配分額：4420000円 （ 直接経費：3400000円 、 間接経費：1020000円 ）
本研究では、短いペプチド鎖に対して金属イオンを配位させ、人工的に「折れ畳むこと（フォールディング）」と「３次元的に精密に配置すること（アセンブリー）」を同時に行うことで、ペプチドを基盤とする新規自己組織化ナノ材料の創出を行った。３残基のペプチドの両末端に配位部位を施したペプチド配位子を合成し、これと銀イオンを組み合わせることで、ポリプロリンIIヘリックスで囲まれた、直径２ナノメートルの巨大１次元ナノチャネルをもつ結晶材料の創出に成功し、これを活用した分子認識についても明らかにした。
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自己組織化による単結晶性空間の構築と擬溶液反応
研究課題/領域番号：24000009 2012年 - 2017年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別推進研究 特別推進研究
藤田 誠, 佐藤 宗太, 村瀬 隆史, 猪熊 泰英, 澤田 知久, 藤田 大士
配分額：386750000円 （ 直接経費：297500000円 、 間接経費：89250000円 ）
本研究では、中空錯体のもつナノ空間を通して溶液化学と固相、特に結晶相での化学を統合する事を目的とした。これまで独立に発展してきた２つの化学を統合することで、両者のメリットを活かした新しい化学を確立した。溶液化学に対して単結晶Ｘ線構造解析による分析を可能にすることで、溶液化学における反応や包接現象の機構の可視化に成功した。さらに、その知見を溶液化学へフィードバックさせることで溶液系反応におけるトポケミカル制御を達成した。
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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
研究課題/領域番号：07J03098 2007年 - 2009年
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
配分額：2800000円 （ 直接経費：2800000円 ）
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。