ペプチドの「居場所」が金ナノ粒子の形を変えるーリポソームの内側と表面を使い分ける新しい反応場設計ー

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2026-09-09 東京科学大学

東京科学大学とリーズ大学などの研究グループは、リポソーム内で金ナノ粒子を合成する際、反応を促進するミネラリゼーションペプチドの「局在場所」が粒子の成長や形態を左右することを明らかにした。ペプチドがリポソームの膜界面に局在すると高度に分岐した金ナノ粒子が形成される一方、内部空間に局在させると、より等方的な形態へ変化した。さらに、脂質膜に正電荷を持つ脂質を導入してペプチドとの静電相互作用を変えることで、ペプチドを膜界面から内部空間へ移動させ、粒子形態を制御できることを実証した。一方、別のペプチドでは一貫して内部に局在し、粒子形態への影響は小さかった。これらの結果は、リポソームの内部と膜界面を異なるナノ反応場として使い分け、分子の空間配置によってナノ粒子合成を設計する新しい手法を示す。将来的には触媒やバイオメディカル材料などへの応用が期待される。

ペプチドの「居場所」が金ナノ粒子の形を変えるーリポソームの内側と表面を使い分ける新しい反応場設計ー

図1. ミネラリゼーションペプチドの局在に基づいたリポソーム内金ナノ粒子合成制御の概要

<関連情報>

リポソームナノリアクターにおける金ナノ粒子成長のためのペプチド局在化によるナノスケール反応環境のプログラミング Programming Nanoscale Reaction Environments via Peptide Localization for Gold Nanoparticle Growth in Liposomal Nanoreactors

Yuya Abe, Joseph Fox, Zabeada Aslam, Kevin Critchley, Stephen D. Evans, Mina Okochi, Masayoshi Tanaka

Advanced Functional Materials  Published: 18 August 2026

DOI:https://doi.org/10.1002/adfm.77792

ABSTRACT

Gold nanoparticles (AuNPs) exhibit size- and shape-dependent physicochemical properties, yet precise morphological control under environmentally benign conditions remains challenging due to the lack of spatial regulation of nucleation and growth. Here, we explore liposome-based nanoreactors as confined reaction fields for peptide-mediated synthesis of AuNP. Unexpectedly, biomineralization peptides that form anisotropic and faceted nanostructures in bulk solution produce distinct morphologies within liposomes, yielding highly branched Au/liposome hybrid structures. This discrepancy originates from peptide sequence–dependent spatial localization within liposomes. Peptides localized at the membrane interface induce interfacial growth, whereas internally confined peptides promote nucleation within a diffusion-restricted environment, resulting in spherical nanoparticles. Modulation of membrane composition enables switching of peptide localization, confirming that spatial positioning governs nanoparticle growth. These findings demonstrate that peptide localization acts as a molecular switch governing nanoparticle growth within liposomal nanoreactors.

生物化学工学
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