Creation of chiral magnetic molecules with expansion of topological molecular structures based on polyhedral links

通过基于多面体链接的拓扑分子结构扩展来创建手性磁性分子

基本信息

批准号：
20J13331
负责人：
齋藤杏実
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、ポリヘドラルリンクに基づくトポロジー分子構造の拡張に向けて、新規ペプチド配位子の合成と錯体形成、形成した錯体の単結晶化による構造解析に取り組んだ。特に、脆弱な骨格を持つ錯体の単結晶X線構造解析において、共同研究により新手法を開発し、高エネルギー加速器研究機構における放射光ビームラインを利用して構造を明らかにすることに成功した。新手法は、従来タンパク質の単結晶X線構造解析のために開発中だった技術に基づいている。結晶を生成させる数十マクロリットルの大きさのウェルを100個程度有するプレートを用いて、生成させた結晶を取り出すことなく、そのままプレートに放射光を照射することで脆弱な結晶の分子構造を明らかにできる。結晶の性質上、得られるデータ点の個数がタンパク質場合と比べて明らかに少ないために、本技術を錯体結晶に適用可能かどうかは不透明だった。本実験成果により、本技術の適用可能性が明らかとなった。今後、論文発表や、共同研究の推進によって、脆弱な骨格をもつ錯体の単結晶X線構造解析のための新手法として確立する見込みである。一方で、キラル磁性の発現に対しては、ほとんど進展が得られなかった。昨年度の準備期間において新規錯体の合成確認を行なっているが、磁性の調査のために必要な単結晶条件の検討において、更なる探索が必要である。また、ドイツの共同研究先への渡航、及び物性調査が必要であったが、COVID-19蔓延の影響により渡航は断念された。

今年，为了扩展基于多面体连接的拓扑分子结构，我们致力于新型肽配体的合成、复合物的形成以及通过形成的复合物的单结晶进行结构分析。特别是，我们通过共同研究开发了一种用于脆性骨架配合物的单晶X射线结构分析的新方法，并在高能加速器研究机构利用同步加速器辐射束线成功地阐明了结构。新方法基于先前开发的蛋白质单晶 X 射线结构分析技术。我们使用约100个数十微升大小的孔的板来形成晶体，通过用同步加速器辐射照射板来揭示脆弱晶体的分子结构，而不需要移除晶体。由于晶体的性质，获得的数据点数量明显少于蛋白质，因此尚不清楚该技术是否可以应用于复杂晶体。本实验结果阐明了该技术的适用性。未来，通过论文发表和联合研究的推广，预计该方法将成为脆性骨架配合物单晶X射线结构分析的新方法。另一方面，手性磁性的发展却进展甚微。在去年的准备期间，我们确认了一种新配合物的合成，但还需要进一步探索以检查研究磁性所需的单晶条件。此外，还需要前往德国的联合研究地点并进行实物财产调查，但由于COVID-19的传播，该行程被放弃。