阪大、金属-分子相互作用による目視可能な大きさの物体の着脱を実現

大阪大学(阪大)は、アミノ酸と金属錯体をそれぞれ導入した高分子材料が「配位結合」を介して、センチメートルを超す大きさに集積できることを発見したと発表した。

同成果は同大大学院理学研究科・基礎理学プロジェクト研究センター長の原田明 教授らによるもので、詳細は英国科学雑誌「Scientific Reports」オンライン版で公開された。

今回研究グループは、生体内で酸素運搬体や酵素として重要な役割を果たすタンパク質と金属錯体との複合体において、活性中心となる金属錯体が「アミノ酸と金属との結合」を介してタンパク質に結合し、その結合の強さを調整することでこれらの機能を発現することに注目。高分子材料にアミノ酸(ヒスチジン)と金属錯体(鉄ポルフィリン(ヘム))をそれぞれ導入することで、高分子材料が自己集積されることを確認した。

また、同集積体にヒスチジンの水溶液を添加したところ、材料が離れたことが確認されたほか、洗浄することで再び集積することも確認。これにより、分子レベルで起こっている配位結合を利用して、ヒトの目で確認できる大きさの物体を接着させたり、離したりできる可逆的なシステムを実現できることが示されたという。

なお、この結果を受けて研究グループでは、同システムを用いることで、今後、人工系で天然のヘムタンパク質類似の機能を発現させることや、ヒトの手で付けたり離したりして触媒活性をコントロールできるシステムの実現につながることが期待されるとコメントしている。