修飾タバコモザイクウイルスコートタンパクの超分子集合による光機能性

修饰烟草花叶病毒外壳蛋白的超分子组装的光功能

• 批准号: 17029039
• 负责人: 遠藤 政幸
• 金额: $ 2.94万
• 依托单位: Osaka 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17029039/
• 关键词: タバコモザイクウィルス; 光機能性分子; 光化学; ポルフィリン; 光捕集系; ナノ構造; ナノ材料; ピレン

本研究では、明確な構造に組み上げることが可能な生体超分子タバコモザイクウィルス(TMV)をフレームとして、自己集合により光機能性分子の規則的な集積とその光機能性について検討した。TMV超分子に光機能性分子を集積し、らせん状にクロモフォアが集積した構造の構築とその物性の検討を行った。TMV-ピレンで得られたクロモフォアの導入位置と超分子形成時の配置の知見を基に、TMV超分子内でのエネルギー移動系の構築を行った。光合成関連の光機能分子であるポルフィリン誘導体の集積を行い、そのナノ構造の形成とエネルギー移動過程の検討を行った。porphyrin (FbP)-maleimideとZn-porphyrin (ZnP)-maleimideを合成し、TMVCPの123位をシステインに変異させ、それぞれのポルフィリン誘導体を位置選択的に導入した。これらのTMV-porphyrinモノマーをpH7.0及びpH5.5で自己集合を行い、ZnPからFbPへのエネルギー移動を検討した。ZnPとFbPのモル比を変化させたTMV超分子を作成し、それぞれの比のモノマーの発光スペクトルと比較した。その結果、TMV超分子ZnPの発光強度の減少及びFbPの発光強度の増加が見られた。FbP発光強度は多層超分子構造を形成するpH5.5では10%FbPが含まれるTMV超分子構造で4.5倍まで増加した。エネルギー移動効率は10%FbPで2層のディスク構造を形成するpH7.0では24%、pH5.5では32%であった。このことからエネルギー移動は2層間よりも多層間の超分子構造で効率的に行われ、隣接したポルフィリン間と層間のポルフィリン間でもエネルギー移動が起こることが示唆された。TMV超分子内のZnP発光の蛍光寿命測定からZnPのみの超分子では1成分であるのに対して、FbPが添加されると、短寿命成分が見られ、エネルギー移動に由来する成分であることが示唆された。その寿命から、エネルギー移動速度はpH5.5の10%FbP/ZnP-TMV超分子でk_<ET>=6.4x10^9s^<-1>であった。以上のように、TMV超分子を足場としたポルフィリンの位置選択的な導入と集積が可能となり、ZnP/FbP-TMV超分子内でZnPからFbPへのエネルギー移動を介して光捕集が行われることが明らかとなった。

In this study, we aim to clarify the structure and structure of the photofunctional molecules, and to explore the possible mechanisms of photofunctional molecular aggregation. TMV supramolecular photofunctional molecules are aggregated, shaped, and structured to study physical properties. TMV-1000 is a new type of supermolecule. It can be used for the construction of TMV supermolecule. The aggregation of photosynthesis-related photofunctional molecules, the formation and migration of photosynthesis-related photofunctional molecules, and the formation and migration of photosynthesis-related photofunctional molecules are discussed. Porphyrin (FbP)-maleimide and Zn-porphyrin (ZnP)-maleimide were synthesized and introduced into TMVCP at position 123. The TMV-porphyrin gene is a gene that can be used to control the growth of human beings. The ratio of ZnP and FbP to TMV supramolecules is different. As a result, the decrease of emission intensity of TMV supramolecular ZnP and the increase of emission intensity of FbP were observed. FbP emission intensity increased by 4.5 times from pH5.5 to pH10% when TMV supramolecular structure was formed. The migration rate of the two layers is 10% FbP, 24% pH7.0 and 32% pH5.5. The movement of the supramolecular structure between the layers Determination of the luminescence lifetime of ZnP in TMV supramolecules: the origin of the component of ZnP in supramolecules, the addition of FbP, the occurrence of short-lived components, and the movement of FbP. The life span and movement speed of ZnP-TMV supramolecule are pH5.5 and 10%FbP <ET>=6.4x10^9s<-1>. The introduction and accumulation of the above TMV supramolecular molecules are possible, and the ZnP/FbP-TMV supramolecular molecules are possible.

项目成果

DNA tube structures controlled by a four-way-branched DNA connector

• DOI: 10.1002/anie.200501034
• 发表时间: 2005-01-01
• 期刊: ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
• 影响因子: 16.6
• 作者: Endo, M;Seeman, NC;Majima, T
• 通讯作者: Majima, T

Structural Arrangement of DNA Constrained by a Cross-Linker

受交联剂约束的 DNA 结构排列

• 发表时间: 2005
• 期刊: Organic & Biomolecular Chemistry 3
• 作者: M.Endo;T.Majima
• 通讯作者: T.Majima

Thermodynamic properties of branched DNA complexes with full-matched and mismatched DNA strands

• DOI: 10.1039/b601372d
• 发表时间: 2006-01-01
• 期刊: CHEMICAL COMMUNICATIONS
• 影响因子: 4.9
• 作者: Endo, Masayuki;Majima, Tetsuro
• 通讯作者: Majima, Tetsuro

Molecular Design of DNA Supramolecular Structures for the Creation of DNA Nanostructures and Functional Nanomaterials

用于创建 DNA 纳米结构和功能纳米材料的 DNA 超分子结构的分子设计

• 发表时间: 2007
• 期刊: Soft Nanomaterials (in press)
• 作者: M.Endo;T.Majima
• 通讯作者: T.Majima

Detection of the Local Structural Changes in the Dimer Interface of BamHI Initiated by DNA Binding and Dissociation Using a Solvatochromic Fluorophore

使用溶剂化显色荧光团检测 DNA 结合和解离引发的 BamHI 二聚体界面的局部结构变化

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Physical Chemistry B 110
• 作者: K.Nakayama;M.Endo;M.Fujitsuka;T.Majima
• 通讯作者: T.Majima