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正十二面体リンクの球殻分子構造の構築に成功 －ウイルスキャプシド状分子の化学合成に期待－
2025年5月2日更新
東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院 化学生命科学研究所の澤田知久准教授と東京大学の藤田誠卓越教授（兼 分子科学研究所 卓越教授）、お茶の水女子大学の下川航也教授らの研究チームは、ペプチド（用語1）を金属イオンと自己組織化（用語2）させることによって、正十二面体リンク（用語3）の幾何構造を持つ球殻分子構造の構築に初めて成功しました。
ウイルスキャプシド（用語4）などに見られる球殻分子構造は、分子を内包し運搬できる機能をもちます。本研究グループは、幾何学に基づく構造予測と化学合成により、その人工構築を目指してきました。これまでに、短いペプチドが金属イオンとの自己組織化によって絡まり合いながら多面体状に集合する性質を発見し、正四面体リンクや立方体リンクの分子構造の構築に成功しています。しかし、さらに高度な正十二面体リンクの構築は未達成でした。
今回の研究では新たに、ペプチド配列に配位性側鎖（用語5）を1つ導入することで、正十二面体リンクの構築に成功しました。X線結晶構造解析（用語6）によって、その構造は外径6.3ナノメートルの巨大球殻分子構造であり、60の交点数（用語7）を持つ複雑な絡まりに基づくことを明らかにしました。さらに、球殻構造を構成する60個の金属イオンの配置は切頂二十面体（用語8）であり、ウイルスキャプシドに見られるゴールドバーグ多面体（用語9）の特徴も併せ持つことが分かりました。このような「絡まり方」と「多面体」という2つの幾何学的要素に基づいた構造予測により、さまざまなウイルスキャプシド状構造の人工構築が可能になると期待できます。
本研究は、東京科学大学の澤田知久准教授、東京大学の藤田誠卓越教授（兼 分子科学研究所 卓越教授）、猪俣祐貴大学院生（当時、東京大学博士課程学生）、小熊蒼汰大学院生（当時、東京大学博士課程学生）、佐柄直大学院生（当時、東京科学大修士課程学生）、お茶の水女子大学の下川航也教授らによって行われ、「Chem」（Cell姉妹誌）のオンライン版（現地時間5月1日付け、オープンアクセス）に掲載されます。