アミロイドの自己組織化に基づく機能化ナノワイヤーの形成制御

基于淀粉样蛋白自组装控制功能化纳米线的形成

基本信息

批准号：
11J07100
负责人：
坂井公紀
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

アミロイドペプチドの自己組織化能は、機能化ナノワイヤーを基盤としたナノデバイス創製に有用である。これまでに、N末端に3残基アミノ酸ユニットをもつSCAPペプチドを開発し、複数のSCAPをヘテロ混合する混合SCAP法によるアミロイド線維形成の制御および効果的なナノワイヤーの機能化を可能にしている。ナノデバイス創製には、このような自己組織化の制御に基づく『機能性ナノ回路の作製法』の開発が不可欠である。このため、本研究では、混合SCAP法の線維形成メカニズム解明およびナノワイヤーのパターン化法の開発を実施している。これまでに、混合SCAP法により、線維形成初期のオリゴマーレベルで、線維伸長に有利な伸展型構造が誘起され、さらに、同条件下で、最終的な線維長が著しく促進されることを明らかにしている。そこで、本年度は、線維伸長過程の構造変化についてAFMにより詳細な解析を実施した。その結果、混合SCAP条件では、プロトフィブリルから成熟線維への構造変化が著しく促進されることが明らかになった。これらの結果に基づき、伸長過程において、伸展型オリゴマーによる付加と成熟化の促進が起こることにより、線維長が促進されるという新規メカニズムを提唱した。これは、線維長制御への重要な知見を与えるものと期待される。一方、ナノワイヤーのパターン化のために、単一線維上に異なるペプチドコンポーネントにより構成されるタンデムパターンのドメインをもつナノワイヤーの形成を実施し、その効率的な作製に成功した。さらに、SCAPの混合比を変えることで、タンデムパターンの制御が可能であることを見出した。一方、基板上への線維のパターン化のために、金ナノ粒子を基点として線維伸長を開始させる手法の開発に成功した。これらは、機能化ナノワイヤーを基盤としたナノ回路作製への有用な手法となることが期待される。

淀粉样肽的自组装能力可用于基于功能化纳米线创建纳米版本。迄今为止，已经开发了N末端的具有三分配氨基酸单元的SCAP肽，从而可以通过混合SCAP方法控制淀粉样蛋白纤维形成，并通过混合多个SCAP进行异质混合的混合SCAP方法来控制纳米线。在创建纳米版本时，基于自我组织的控制的“用于功能纳米电路的制造方法”是必不可少的。因此，在这项研究中，我们研究了混合SCAP方法的纤维化形成机制，并开发了一种模仿纳米线的方法。迄今为止，已显示混合的SCAP方法诱导了一种扩展结构，该结构对于纤维化早期的低聚物水平的纤维延伸是有利的，此外，在相同的条件下，最终的纤维长度得到了显着促进。因此，今年，我们对使用AFM进行了纤维扩展过程的结构变化进行了详细的分析。结果，揭示了从原纤维到成熟纤维的结构变化在混合的SCAP条件下得到了显着促进。基于这些结果，我们提出了一种新的机制，在该机制中，延伸寡聚物通过在扩展过程中促进添加和成熟来促进纤维长度。预计这将为纤维长度控制提供重要的见解。另一方面，对于纳米线的图案，进行了由单个纤维上不同肽成分组成的串联图案域的纳米线的形成，并且有效的产生成功。此外，发现可以通过更改SCAP的混合比来控制串联模式。另一方面，为了将纤维对基板进行模板，我们成功地开发了一种使用金纳米颗粒作为基点开始启动纤维扩展的方法。这些预计将是基于功能化纳米线制造纳米电路的有用方法。