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自己増殖する人工二分子膜の創出による「生命の起源」問題へのアプローチ

通过创造自我复制的人造双层膜来解决“生命起源”问题

基本信息

批准号：
14654141
负责人：
村田滋
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的である、生命の究極的なモデルとなるような自己増殖する機能を有する脂質二分子膜系を構築するために、昨年度の有機溶媒中における研究により探索された縮合反応を、水中に構築された疎水性環境を反応場として進行させることを試みた。すなわち、ベンズアルデヒド誘導体とオクタンチオールから、触媒として長鎖アルキル基が置換したチアゾリウム塩を用い、アゾベンゼンを酸化剤とする酸化的縮合反応によって相当するチオールエステルが生成する反応について、この反応を水中で臭化セチルトリメチルアンモニウムが形成するミセル、あるいは臭化ジメチルジパルミチルアンモニウムが形成する二分子膜中で行わせた。この結果、反応基質、および触媒は水中に作られた疎水性環境に取り込まれて均一系を形成し、目的とする酸化的縮合反応が比較的効率よく進行することが判明した。副生成物として、アゾベンゼン還元体との縮合反応生成物が得られた。詳細な条件検討により、この反応の速度や生成物分布は、水溶液のpHや、ミセルあるいはベシクル構成分子の構造および濃度に著しく依存することが明らかになった。反応速度のpH依存性は、触媒となるチアゾリウム塩の解離平衡のpH依存性によって説明される。この反応は、生体細胞内で営まれているチアミンピロリン酸を触媒とするピルビン酸からアセチル-CoAが生成する反応と極めて類似しており、生体内の縮合反応のモデルとなる反応を生体環境に近い水中で行わせることができた意義は大きい。この反応を、生成するチオールエステルが両親媒性となる系に発展させることにより、水中でそれ自身が形成する二分子膜を反応場として酸化的縮合反応が進行する反応系、すなわち本研究が目的とする自己増殖機能を有する二分子膜系ができるものと期待される。

The purpose of this study is to explore the construction of lipid two-molecular membrane system in organic solvent, which is the ultimate function of life. The catalyst is a catalyst, a In the middle of the film, a two-dimensional film is formed. The results show that the reaction matrix, catalyst and reaction system are homogeneous and the reaction rate of acidification is relatively high. By-products and condensation products are obtained. Detailed conditions are discussed in terms of reaction velocity, product distribution, pH of aqueous solution, structure and concentration of constituent molecules. The pH dependence of reaction rate and catalyst on dissociation equilibrium are explained. This reaction is similar to that of condensation reactions in living organisms. It has great significance in the environment of living organisms. The reaction system, the formation of the reaction field, the acidification of the condensation reaction, the formation of the reaction system, the formation of the reaction field, the formation of the reaction system, the formation of the reaction system, the reaction