ブロックポリペプチド集積膜による情報伝達と触媒機能の制御

通过嵌段多肽整合膜控制信息传递和催化功能

• 批准号: 13022225
• 负责人: 北野 博巳
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: University of Toyama
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13022225/
• 关键词: ポリペプチド; 自己組織化単分子膜; 分子認識; サイクリック・ボルタンメトリー; イニファーター; 水晶振動子微少重量測定; サイクリックボルタンメトリー

複数の外部刺激に応答する高機能センシング材料の開発を目指し、生体分子の有する特異的な分子認識能、高効率触媒能と、人工材料で実現されている環境・情報応答機能の有機的な連携が試みられている。本研究では、ポリペプチドおよびポリマー集積膜を金属表面に自己組織化単分子膜(Self-Assembled Monolayer、SAM)として構築し、界面における情報応答と触媒機能の制御を試みた。ポリマー集積膜は、分子中にジスルフィド基を有するイニファーターを用いて調製した3-アクリルアミドフェニルホウ酸-N, N-ジメチルアクリルアミド共重合体(P(DMAA-co-APBA))により構築した。P(DMAA-co-APBA)は、水溶液において、下限臨界溶液温度(LSCT)を有しており、さらに、酸・塩基および糖などの添加(外部刺激)により、LSCTの変化が観測された。これは、フェニルホウ酸の酸解離平衡の変化によるものと考えられる。また、サイクリック・ボルタンメトリー(CV)による検討から、P(DMAA-co-APBA)は、金基板上にポリマー集積膜として構築されうることが示された。このP(DMAA-co-APBA)-SAMは、溶液中における温度応答性(LSCT)を保持したまま構築されており、また、糖類および糖タンパク質と特異的に結合することが、CVおよび赤外高感度反射吸収法(IR-RAS)により確認された。ポリペプチド集積膜は、アスパラギン酸プロテアーゼの特異的阻害剤であるスタチン誘導体(Boc-Val-Val-Sta(ethyl)およびBoc-Val-Val-Sta(n-hexyl))を調製しSAMとして金電極上に構築した。このポリペプチド集積膜の界面においては、標的としたペプシンおよびHIVプロテアーゼの特異的吸着現象がCVおよびIR-RASを用いた検討から確認され、タンパク質検出素子としての有効性を示した。

A number of high-function environmental protection materials developed in response to external stimuli, biological molecules with specific molecular recognition energy, high-efficiency catalytic energy, artificial materials realized in the environment, information response function of organic and environmental protection test. In this study, the Self-Assembled monolayer (SAM) on the metal surface was constructed, and the information on the interface was used to control the catalytic function. The structure of the complex (P(DMAA-co-APBA)) is modulated by the molecular structure of the complex. P(DMAA-co-APBA), aqueous solution temperature, lower critical solution temperature (LSCT), acid, base and sugar addition (external stimulus), LSCT transformation. The acid dissociation equilibrium of the acid is changed. The film was deposited on the gold substrate by P(DMAA-co-APBA). The P(DMAA-co-APBA)-SAM is confirmed by the temperature sensitivity in solution (LSCT) preservation, construction, CV, and infrared high sensitivity reflectance absorption method (IR-RAS). The specific inhibitor of the polymer film (Boc-Val-Val-Sta(ethyl) or Boc-Val-Val-Sta(n-hexyl)) is modulated by SAM on the gold electrode. The specific adsorption phenomenon of the composite film is confirmed by CV and IR-RAS.

项目成果

Kitano, H., Ichikawa, K., Fukuda, M., Mochizuki, A., Tanaka, M.: "The Structure of Water Sorbed to Polymethoxyethylacrylate Film As Examined by FT-IR Spectroscopy"J. Colloid Interface Sci.. 242. 133-140 (2001)

Kitano, H.、Ichikawa, K.、Fukuda, M.、Mochizuki, A.、Tanaka, M.：“通过 FT-IR 光谱检查聚甲氧基乙基丙烯酸酯薄膜吸附的水的结构”J。

Wakabayashi, M., Aizawa, S., Kitano, H.: "Pressure Study on the Metallation of Porphyrin-Carrying Copolymers"Macromol. Chem. Phys.. 202. 3136-3141 (2001)

Wakabayashi, M.、Aizawa, S.、Kitano, H.：“携带卟啉的共聚物金属化的压力研究”Macromol。

Hiromi Kitano, Makoto Imai, Kurao Sudo, Makoto Ide: "Hydrogen-Bonded Network Structure of Water in Aqueous Solution of Sulfobetaine Polymers"Journal of Physical Chemistry B. Vol.106, No.43. 11391-11396 (2002)

Hiromi Kitano、Makoto Imai、Kurao Sudo、Makoto Ide：“磺基甜菜碱聚合物水溶液中水的氢键网络结构”物理化学杂志 B. 第 106 卷，第 43 期。

Hiromi Kitaon, Yoshiko Taira: "Inclusion of Bisphenol by a Self-Assembled Monolayer of Thiolated Cyclodextrin on a Gold Electrode"Langmuir. Vol.18, No.15. 5835-5840 (2002)

Hiromi Kitaon、Yoshiko Taira：“金电极上硫醇化环糊精自组装单层包含双酚”Langmuir。

Hiromi Kitano, Toshitaka Saito, Naoki Kanayama: "Substrate Monolayer as Electrochemical Sensing Elements for α-Chymotrypsin"Journal of Colloid and Interface Science. Vol.250, No.1. 134-141 (2002)

Hiromi Kitano、Toshitaka Saito、Naoki Kanayama：“作为 α-胰凝乳蛋白酶电化学传感元件的基质单层”《胶体与界面科学》杂志，第 250 卷，第 134-141 期（2002 年）。