DNAの二重鎖形成をトリガーとする信号増幅・変換機能および多重分子認識能の発現

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機能分子をDNA二重らせんの1ピッチに相当する10残基DNAに組み込んだ機能分子結合DNAと相補的DNAとの自己組織化により、機能分子をDNA二重らせんの片側に直線的に配列させた「機能分子アレイ」の構築に成功した。機能分子として、光機能性クロモフォアを用いた場合には、クロモフォアをエネルギー準位の順で配置したクロモフォア・アレイの作成が可能であり、二重らせんに沿った多段階の光エネルギーのベクトル的輸送が達成されることが、定常光を光源とした蛍光・励起スペクトル測定、およびフェムト秒パルスレーザーを光源とした時間分解蛍光スペクトル、蛍光寿命測定より明らかとなった。一方、DNA5残基の3'末端にβ-シクロデキストリン(β-CD)を導入したコンジュゲートとそれに相補的なDNA5残基の5'末端にβ-CDを導入したコンジュゲートを合成した。これらを水中で混合することにより、非共有結合的にβ-CDが2個隣接したβ-CDアッセンブリーを調製した。このβ-CDアッセンブリーに対して、二個のβ-CDと包接錯体を形成することが知られている色素Tropaeolin OOを加えて、その吸光度変化により結合・認識能を調べたところ、多重認識効果によりβ-CD単独の場合よりも高い結合能が発現することが分かった。さらに、Tropaeolin OOの存在により、2本のDNAの融解温度は上昇し、2種のコンジュゲートとTropaeolin OOの3分子の協同的な認識によりDNA間の相互作用も高まっていることが示唆され、β-CDの空間配置による認識能および多分子間の協同的分子認識が発現する系を構築できた。