水素結合とロイシンジッパーの強相間によって形成される低分子フィルムの階層構造制御

氢键和强层间亮氨酸拉链形成的小分子薄膜的层次结构控制

基本信息

批准号：
14045208
负责人：
山田哲弘
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Chiba University
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

项目摘要

ペプチド型両親媒性分子は、自己会合した分子の間に形成される水素結合によって平行β-シート構造をつくることができる。ペプチド部をオリゴロイシンにすれば、Y字型の側鎖がファスナーのようにβ-シート間を固定し、ある程度の機械強度を有する柔軟なフィルムになる。平成14年度は、ペプチド間水素結合とロイシンファスナーの相関性を見いだしたが、本年度はこれらの分子を用いて気水界面単分子膜を作成し、特異なπ-A曲線と単分子膜のFT-IRスペクトル測定の結果より、水素結合とロイシンファスナーの相関性を証明することができた。ロイシンファスナーの形成が可能な分子はπ-A曲線上に一時的な圧力増加を示すのが特徴である。この圧力増加は固体凝縮膜を形成する直前に現れるが、これはロイシン側鎖の噛み合いに由来すると考えられた。そこで、圧力増加前後での単分子膜をGe基板にすくい取り、FT-IRスペクトルの多角入射解析(MAIRS)を行ったところ、圧力増加後にメチル基の配向が規則化していることが明らかになった。圧力増加前後のスペクトルはいずれも平行β-シートの形成を示すことから、単分子膜は最初に形成されたβ-シートのクラスターが機械的に圧縮されることで側鎖間に噛み合いを生じていることになる。すなわちロイシンファスナーはβ-シートが形成されなければ作用しない。このような階層構造性を有する超分子についてはほとんど報告がなかった。β-シートの加圧によってロイシンファスナーを形成させることは、ヘキサロイシン誘導体を用いても可能であった。この場合、ヘキサロイシン誘導体の脆いキセロゲルを油圧プレスすることで柔軟なフィルムにすることができる。低分子量分子であるにもかかわらず、この素材は塑性加工できることになる。以上のように本研究では水素結合とロイシンファスナーを強相関させることにより、分子連鎖に共有結合を用いない新たな超分子材料を得ることができた。

肽型两亲分子可以通过在自相关分子之间形成的氢键创建平行的β-折叠结构。通过使用寡素作为肽部分，Y形侧链像紧固件一样固定β-片，从而产生具有一定程度的机械强度的柔性膜。在2002年，我们发现了肽氢键与亮氨酸紧固件之间的相关性，但是今年我们使用这些分子创建了一个气水界面单层，并且根据奇异π-A曲线的FT-IR光谱的结果，单层曲线的FT-IR光谱和单层ft-ir光谱的ft-ir光谱，我们能够证明与液体型之间的相关性。能够形成亮氨酸紧固件的分子的特征是表现出π-A曲线压力的暂时增加。这种压力增加就出现在固体冷凝膜形成之前，这被认为是由于亮氨酸侧链的缝隙所致。因此，当将增加压力前后的单层sc起到GE底物上时，进行了FT-IR光谱的多边形入射率分析（MAIRS），则发现在压力增加后排序甲基的方向。由于压力升高之前和之后的两个光谱都表明平行β-片的形成，因此单层表明，首先形成的β-折叠簇是机械压缩的，从而导致侧链之间的嵌套。也就是说，除非形成β-片，否则亮氨酸紧固件将无法工作。很少有关于具有这种层次结构的超分子的报道。也可以使用己酮衍生物按下β-片，形成亮氨酸紧固件。在这种情况下，可以在液压上按下六环衍生物制成的柔性切凝胶，形成柔性膜。尽管是低分子量分子，但可以塑料处理该材料。如上所述，在这项研究中，通过将氢键与亮氨酸紧固件密切相关，亮氨酸紧固件是一种新的超分子材料，在分子链中不使用共价键。