高分子の構造形成と機能発現の原理の解明

阐明聚合物结构形成和功能表达的原理

基本信息

批准号：
09740513
负责人：
安中雅彦
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

ヘテロ高分子ゲルの相転移: 高分子ゲルは環境の変化に伴い、その体積を不連続にかつ可逆的に変化させることが知られている(高分子ゲルの体積相転移).これは微視的には、環境の変化に伴う分子間力の変化により高分子網目が可逆的かつ不連続なfolding及びunfoldingを起こすものと理解されている,これまで高分子ゲルは膨潤・収縮の2つの相をとることは知られていたが、その高分子ゲルを構成するモノマーがある条件を満たすヘテロな組成をもつと、膨潤・収縮相以外に「多重相」をとりうることを見いだした。この多重相はへテロ高分子であるタンパク質の構造安定相に関係があるものとして考えられ、タンパク質の構造記憶の問題に本質的な寄与をしたものと評価されている。状態を記憶する高分子ゲル: 多重相を示すゲルは、環境変化の履歴により、とりうる状態,(相)を決める「記憶効果」を示すことを見いだした。この「状態記憶効果」が、ゲル内の分子間相互作用、特に水素結合が大きく関与していることを多くの実験結果から得た。さらに、水素結合の効果(具体的にはゲル内に形成される水素結合の数)を考慮した平均場理論を構築し、多くの実験結果を定性的に説明できるに至っている。ヘテロ高分子ゲルの相転移に伴う微視的構造の変化: 中性子散乱により,多重相を示すゲルの微視的構造は,同一の膨潤度を示していても環境変化に履歴により異なることが明らかになり,上述の「記憶効果」が微視的にも証明された。天然高分子のゾル-ゲル転移への金属イオンの影響: 天然高分子,特に多糖類のゾル-ゲル転移は共存する金属イオンの影響を強く受けることが知られている.金属イオンの多核核磁気共鳴分光により各種金属イオンの運動性について検した結果,ナトリウムイオンはゾル状態・ゲル状態を問わず水溶液中と同一の運動性を有している反面,カリウムイオン,ルビジウムイオンはゾル状態とゲル状態ではその運動性は著しく異なり,ゲル状態において多糖類に強く相互作用していることが明らかにされた.この結果は,多糖類と金属イオンの相互作用に選択性がある事を示し,これまで経験的にカリウムイオン,ルビジウムイオンがゲル形成イオンと呼ばれていた結果を指示するものであり,ゲル形成における金属イオンの役割を明らかにするものであると評価されている.

杂聚合物凝胶的相变：众所周知，聚合物凝胶随着环境的变化（聚合物凝胶的体积相变）而不一致和可逆地改变其体积。从显微镜上讲，由于与环境变化相关的分子间力发生变化，聚合物网络会经历可逆和不连续的折叠和不断变化。到目前为止，众所周知，聚合物凝胶呈两个阶段：肿胀和收缩，但是我们发现，如果构成聚合物凝胶的单体具有满足某些条件的异质成分，则可以在肿胀和收缩阶段进行“多个阶段”。该多相被认为与杂聚物蛋白的结构稳定相有关，并被评估为对蛋白质结构记忆问题的重要贡献。记住状态的聚合物凝胶：我们发现表现出多个相的凝胶表现出“记忆效应”，这些凝胶基于环境变化的历史来确定可能的状态和阶段。许多实验结果表明，这种“状态记忆效应”与凝胶中的分子间相互作用很大程度上涉及。此外，考虑到氢键的影响（具体而言，凝胶中形成的氢键的数量），已经构建了一种平均场理论，从而导致了许多实验结果的定性解释。与杂聚合物凝胶相关的微结构的变化：中子散射表明，显示多个相的凝胶的微观结构即使在环境变化的历史上也有所不同，即使它们表现出相同的肿胀程度，并且上述“记忆效应”也已得到了微观的证明。金属离子对天然聚合物的溶胶 - 凝胶过渡的影响：众所周知，天然聚合物（尤其是多糖）的溶胶 - 凝胶过渡受到共存金属离子的强烈影响。我们使用金属离子的多核磁共振光谱研究了各种金属离子的运动性，并发现钠离子具有与水溶液中的运动性相同，无论是在溶胶还是凝胶状态，凝胶状态，钾离子和rubidium离子中，在溶胶和凝胶状态下具有明显不同的动力，并且它们与PolySacchans gele cheal n gele nate gele nece n gele n gel n gele nece nate gele nate gele nate ceel nate gele nate ceel n gele nate ceel necachy star ecementy is s solity as s sol和凝胶状态均显着不同。该结果表明，多糖和金属离子之间的相互作用存在选择性，并表明迄今为止钾离子和rubi钾离子已被称为凝胶形成离子，并被评估为揭示金属离子在凝胶形成中的作用。