水中でヘム高選択的な認識能を発揮する蛍光性人工レセプターの創製と応用

具有水中高选择性血红素识别能力的荧光人工受体的创建及应用

• 批准号: 21K06480
• 负责人: 久松 洋介
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Nagoya City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06480/
• 关键词: 人工レセプター; ヘム; 蛍光; 自己集合; ホストゲスト化学; 蛍光プローブ; 超分子化学

生体内で重要な役割を担うヘムを水中で高選択的に認識し蛍光応答する人工レセプターの開発は、ヘムが関連する生命現象解明の有用なツールとして期待されている。これまでにヘム結合親和性をもつ4-アミノキノリン部位を特徴とするピンセット型人工レセプターを開発したが、ヘムの分解産物であるビリベルジンやビリルビンに対するヘム選択性を改善する必要があった。本研究では、ヘム高選択的な認識能を有する新規人工レセプターの開発に着手した。昨年度、4-アミノキノリン部位に加えてへム鉄に配位結合可能なイミダゾール基を導入した蛍光性人工レセプターを設計・合成し機能評価を行った結果、ヘム選択性が改善することを見いだした。しかし、人工レセプターおよび人工レセプター・ヘム複合体の自己集合が交錯する複雑な系であることが示唆された。本年度は、4-アミノキノリン部位を有する人工レセプターの水溶性向上を期待した新たな人工レセプターの合成に取り組んだ。まず、分岐型オリゴグアニジン部位を設計・合成し、続いて銅触媒存在下、アジドとアルキンの付加環化反応（クリック反応）を用いて人工レセプターに導入することを試みた。当初、問題なくクリック反応が進行すると予想したが、一般的な条件では反応が進行しなかったため、現在、継続して反応条件の検討を進めている。本研究を進める過程で、水中で望みの機能を発揮する人工ヘムレセプターの合理的設計指針を得るためには、4-アミノキノリン誘導体（人工ヘムレセプター）の水中での自己集合挙動を理解する必要があると考えた。そこで、両親媒性4-アミノキノリン誘導体を設計・合成し、水中での自己集合挙動を詳細に検討した。その結果、0.10 M NaClを含む緩衝液中でまず速度論的に生成する準安定分子集合体から熱力学的に安定な分子集合体へ段階的に変化する興味深い自己集合挙動を見いだした。

Born in vivo で cut を bear important な service う ヘ ム で を water high sentaku に know し 蛍 light 応 answer す る artificial レ セ プ タ ー の open 発 は, ヘ ム が masato even す る useful life phenomenon and interpret の な ツ ー ル と し て expect さ れ て い る. こ れ ま で に ヘ ム combined with affinity を も つ 4 - ア ミ ノ キ ノ リ を ン parts, 徴 と す る ピ ン セ ッ ト type artificial レ セ プ タ ー を open 発 し た が, ヘ ム の decomposition product で あ る ビ リ ベ ル ジ ン や ビ リ ル ビ ン に す seaborne る ヘ ム sentaku sex を improve す る necessary が あ っ た. This study で は, ヘ ム high sentaku な understanding can have す を る new rules on artificial レ セ プ タ ー の open 発 に to し た. Last year, 4 - ア ミ ノ キ ノ リ ン parts に add え て へ ム iron objects に coordinate bond may な イ ミ ダ ゾ ー ル base を import し た 蛍 optical artificial レ セ プ タ ー を し function design, synthesis evaluation 価 を line っ た results, ヘ ム sentaku sex が improve す る こ と を see い だ し た. し か し, artificial レ セ プ タ ー お よ び artificial レ セ プ タ ー · ヘ ム complex の his collection が staggered す る complex 雑 な department で あ る こ と が in stopping さ れ た. は this year, 4 - ア ミ ノ キ ノ リ ン place を have す る artificial レ セ プ タ ー の water-soluble upward を expect し た new た な artificial レ セ プ タ ー の synthetic に group take り ん だ. ま ず, branching オ リ ゴ グ ア ニ ジ し を ン parts design, synthesis, 続 い て copper, in the presence of catalyst ア ジ ド と ア ル キ ン の FuJiaHuan turn against 応 (ク リ ッ ク anti 応) を with い て artificial レ セ プ タ ー に import す る こ と を try み た. At the beginning, problem な く ク リ ッ ク anti 応 が for す る と to think し た が, general conditions of な で は anti 応 が for し な か っ た た め, now, 継 続 し て anti 応 conditions の beg を 検 into め て い る. を into this study め で で る process, the water looked み の function を 発 swing す る artificial ヘ ム レ セ プ タ ー の reasonable design the pointer を る た め に は, 4 - ア ミ ノ キ ノ リ ン inductor (artificial ヘ ム レ セ プ タ ー) の water で の their understanding set 挙 move を す る necessary が あ る と exam え た. そ こ で, struck close media 4 - ア ミ ノ キ ノ リ ン し を induced body design, synthesis, and the water で の his collection 挙 dynamic を detailed に beg し 検 た. そ の result, 0.10 M NaCl を containing an む buffer で ま ず speed theory に generated す る quasi stable molecular assembly か ら に of thermodynamic stability な へ molecular assembly of Duan Jie に variations change す る tumblers deep い own collection 挙 dynamic を see い だ し た.

项目成果

Synthesis and Functionalization of Cyclometalated Iridium(III) Complexes by Post-Complexation Functionalization for Biomedical and Material Sciences-Development of Intelligent Molecules Using Metal Complex Building Blocks-

用于生物医学和材料科学的环金属化铱(III)络合物的后络合功能化合成和功能化-使用金属络合物构建模块开发智能分子-

• DOI: 10.5059/yukigoseikyokaishi.79.1113
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan
• 作者: Aoki Shin;Yokoi Kenta;Balachandran Chandrasekar;Hisamatsu Yosuke
• 通讯作者: Hisamatsu Yosuke

New Strategy for Synthesis of Bis-Pocket Metalloporphyrins Enabling Regioselective Catalytic Oxidation of Alkanes

• DOI: 10.1246/bcsj.20210236
• 发表时间: 2021-10-01
• 期刊: BULLETIN OF THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN
• 影响因子: 4
• 作者: Amano, Taisei;Inagaki, Hideki;Higuchi, Tsunehiko
• 通讯作者: Higuchi, Tsunehiko

Synthetic heme thiolate, heme alcoholate, heme selenolate: their marked differences in spectroscopic properties and catalytic oxidative properties

合成血红素硫醇盐、血红素醇盐、血红素硒酸盐：它们在光谱性质和催化氧化性质上的显着差异

• 发表时间: 2021
• 作者: Tsunehiko Higuchi;Yuuki Yano;Yoshinori Shirakawa;Naoki Umezawa;Yosuke Hisamatsu;Yoshio Kobayashi
• 通讯作者: Yoshio Kobayashi

両親媒性４－アミノキノリン誘導体を用いた分子集合体の構築

使用两亲性 4-氨基喹啉衍生物构建分子组装体

• 发表时间: 2022
• 作者: 久松 洋介;程 方舟;山本 勝宏;高瀬 弘嗣;梅澤 直樹;樋口 恒彦
• 通讯作者: 樋口 恒彦

両親媒性4-アミノキノリン誘導体のpH および塩濃度依存的自己集合挙動の評価

两亲性 4-氨基喹啉衍生物的 pH 和盐浓度依赖性自组装行为的评估

• 发表时间: 2021
• 作者: 程方舟;久松洋介;山本勝宏;高瀬弘嗣;梅澤直樹;樋口恒彦
• 通讯作者: 樋口恒彦