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

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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。