水溶性レセプターの合理的合成法の開発

水溶性受体合理合成方法的开发

• 批准号: 14044045
• 负责人: 水谷 義
• 金额: $ 2.62万
• 依托单位: Doshisha University (2003)Kyoto University (2002)
• 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: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14044045/
• 关键词: ポルフィリン; 分子認識; 疎水相互作用; 高分子; 人工レセプター; 溶媒接触面積; 熱力学パラメータ; コンフォーメーション変化; 静電相互作用; 分子動力学; 事前組織化

水溶性レセプターの合成は、タンパク質やDNAなどの生体高分子の分子認識機構の解明や生理活性分子の分離・検出などを行うための基本となるものであるが、これまでに、合成方法の立場から詳細な検討は行われてきていない。特に、疎水性と親水性の二面性をもつ分子を合成する必要があり、親水基の導入のタイミングなどが、合成の成否を分けるものと考えられる。われわれは、これまでの研究で、疎水性のポルフィリンを骨格に用いて分子認識サイトを構築し、これに親水性部位を導入する方法についていろいろと検討してきた。水溶性を付与するための官能基としてアニオン性のカルボキシレートを多数導入したポルフィリンについては、以前に報告したが、この分子は、不十分な疎水空間を有することが分かった。そこで、中性の親水性官能基としてポリエチレンオキシドを導入したポルフィリンの合成方法を検討した。合成方法としては、末端にカルボン酸基をもつポルフィリンをまず、合成し、これを、末端がアミノ基のポリエチレンオキシドと縮合剤でカップリングさせた。このようにして合成した水溶性ポルフィリンレセプターは、いろいろなアミンを水中で取り込み、特に効果的に疎水相互作用が働くことが分かった。特に、いろいろなアルキル鎖の長さをもつ4-アルキルピリジンとの結合定数を吸収スペクトルで測定すると、アルキル基の炭素が1つ増えるごとに3.5kJ/mol分の結合自由エネルギーの増加が見られた。これは、水とオクタノールなどの分配係数から見積もったメチレン基1つあたりの自由エネルギーとほぼ同じであり、水中に理想的な疎水空間が構築されていることが分かった。水溶性高分子と疎水性人工レセプターの組み合わせで、いろいろなレセプターの合成が可能であると期待でき、将来のいろいろな展望を示すことができた。

Water-soluble レ セ プ タ ー の synthetic は, タ ン パ ク qualitative や DNA な ど の raw body の polymer molecules known institutions の interpret や physiologically active molecules の separation, 検 out な ど を line う た め の basic と な る も の で あ る が, こ れ ま で に, synthesis の position か ら detailed な 検 line for は わ れ て き て い な い. に, 疎 water と hydrophilic の 2 face を も つ molecular を synthetic す る necessary が あ り, hydrophilic group の import の タ イ ミ ン グ な ど が, synthetic の into no を け る も の と exam え ら れ る. わ れ わ れ は, こ れ ま で の research で, water-based 疎 の ポ ル フ ィ リ ン を bone に with い て molecular recognition サ イ ト を constructing し, こ れ を に hydrophilic parts import す る method に つ い て い ろ い ろ と beg し 検 て き た. Water-soluble を give す る た め の functionality と し て ア ニ オ ン sex の カ ル ボ キ シ レ ー ト を most import し た ポ ル フ ィ リ ン に つ い て は reported previously, に し た が, こ の molecular は, not quite な 疎 water space を す る こ と が points か っ た. そ こ で, neutral の hydrophilic functionality と し て ポ リ エ チ レ ン オ キ シ ド を import し た ポ ル フ ィ リ ン の synthesis を beg し 検 た. Synthesis と し て は, end に カ ル ボ ン acid radical を も つ ポ ル フ ィ リ ン を ま ず, synthetic し, こ れ を, end が ア ミ ノ base の ポ リ エ チ レ ン オ キ シ ド と condensation tonic で カ ッ プ リ ン グ さ せ た. こ の よ う に し て synthetic し た water-soluble ポ ル フ ィ リ ン レ セ プ タ ー は, い ろ い ろ な ア ミ ン で を water take り 込 み, に unseen fruit に 疎 water interaction が 働 く こ と が points か っ た. に, い ろ い ろ な ア ル キ ル lock の long さ を も つ 4 - ア ル キ ル ピ リ ジ ン と の combined with destiny を suction 収 ス ペ ク ト ル determination of で す る と, ア ル キ ル base の carbon が 1 つ raised え る ご と に 3.5 kJ/mol の combined with free エ ネ ル ギ ー の raised plus が see ら れ た. こ れ は, water と オ ク タ ノ ー ル な ど の distribution coefficient か ら see product も っ た メ チ レ ン base 1 つ あ た り の free エ ネ ル ギ ー と ほ ぼ with じ で あ り, water に ideal な 疎 が water space constructing さ れ て い る こ と が points か っ た. Water-soluble polymer と 疎 water-based artificial レ セ プ タ ー の group み close わ せ で, い ろ い ろ な レ セ プ タ ー の synthetic が may で あ る と expect で き, future の い ろ い ろ な outlook を shown す こ と が で き た.

项目成果

T.Mizutani, K.Kozake, K.Wada, S.Kitagawa: "An Efficient Recognition Motif for an Alkyl Moiety in Water"Chemical Communications. 2918-2919 (2003)

T.Mizutani、K.Kozake、K.Wada、S.Kitakawa：“水中烷基部分的有效识别基序”化学通讯。

K.Wada, T.Mizutani, S.Kitagawa: "Synthesis of Functionalized Porphyrins as Oxygen Ligand Receptors"The Journal of Organic Chemistry. 68・13. 5123-5131 (2003)

K.和田、T.水谷、S.北川：“作为氧配体受体的功能化卟啉的合成”有机化学杂志68・13（2003）。

T.Mizutani, S.Ygai: "Linear tetrapyrroles as functional pigments in chemistry and biology"Journal of Poryphyrins and Phthalocyanines. (印刷中). (2004)

T. Mizutani, S. Ygai：“线性四吡咯作为化学和生物学中的功能性颜料”，卟啉和酞菁杂志（2004 年出版）。

水谷 義, 山本 泰彦(分担): "生体機能関連化学実験法"化学同人. 233 (2003)

水谷耀志、山本康彦（撰稿人）：“与生物功能相关的化学实验方法” Kagaku Doujin 233（2003）。

Mizutani, T., Wada, K., Kitagawa, S.: "Hydrophobic Environment of Gable-type Bisporphyrin Receptors in Water Promotes Binding of Amines and Oligopeptides"Chem. Commun.. 15. 1626-1627 (2002)

Mizutani, T.、Wada, K.、Kitakawa, S.：“水中山墙型双卟啉受体的疏水环境促进胺和寡肽的结合”Chem。