将来的には、電極表面にこのペプチド集合体を固定化することで、pHメータのようなパーソナルユーズの化学物質センサーへの展開が期待されます。

 この受容体は、認識対象物質とペプチド末端官能基との相補的な相互作用により形成されるナノ構造体を、物質センシング部位として用いるために、ペプチド末端の官能基の種類を増やすことにより、多種多様な認識対象物質、あるいはその構造が確定されていない未知物質に対し特異的なセンサーを簡便に構築できると考えています。また、認識対象物質との相補的相互作用により構築される、このペプチドナノ構造体より成るセンサーを高度化し、信号変換機能の付与のために、ペプチドナノ構造中にイオン透過機能(チャネル形成能)を導入すると共に、基板表面に形成させたイオン伝導性の超薄膜上に同ペプチドナノ集合体を固定化することで、物質認識機能と信号変換機能を併せ持つ新規センシングシステムの構築を進めています。これは、基板上に固定化された認識対象物質との相補的相互作用により形成されたチャネル構造を有するペプチドナノ構造体への認識対象物質の再結合が、同チャネル孔を閉鎖することでイオン透過性が変化し、その認識情報が膜電位変化等の電気化学的信号に変換されることを利用するものです。

 重症急性呼吸器症候群や高病原性鳥インフルエンザに代表される新種ウィルスによる疾病の早期診断のための迅速・簡便で高感度なセンシングシステムの構築が全世界的に重要視されています。ホスト-ゲスト化学や超分子化学の手法を用いて特定の物質を高感度に認識する受容体は種々報告されていますが、これらは各々の認識対象物質に対しその都度、受容体の分子設計・合成を行わなければならず、また、その検出には大掛かりな分析システムを必要としています。一方、生体では高度に自己組織化されたナノ分子集合体が、情報の認識・変換・伝達機能を併せ持つ、究極のナノマシンを構築しています。特に免疫系では、受容体部の官能基の空間配置の多様性により、多種・多様な物質に対する受容体が構築されています。我々の研究室では、これら生体の持つ高度な物質認識・情報変換機能を、単純な化合物よりなるナノ集合体の構造を制御することで発現できうると考え、研究を展開しています。この中で、末端に糖鎖等、種々の官能基を導入した剛直な棒状構造を有するペプチド分子が、脂質膜中で認識対象物質との相補的相互作用により再配列し、同物質に対し特異的な認識能を有する受容体が構築されることを明らかにしました。

物質認識・情報変換機能を併せ持つ
新規センシングデバイス