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相補的核酸塩基対ナノ組織体中の電子移動

互补核碱基对纳米组件中的电子转移

基本信息

批准号：
10146203
负责人：
下村政嗣
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本特定研究の目的は、分子の集合・組織化制御がしやすい気液界面を用いて、核酸塩基間の特異な水素結合を利用することで非局在化したπ電子系を作製することにある。さらには、DNAの有する制御された重合度・シークエンスを鋳型として会合数・配列が完全に制御された一次元π電子系を構築し、励起子形成と分子集合構造の相関性を明らかにするとともに、DNAならびにDNA-Mimeticsの機能材料としての展開を図る。本年度は、気液界面における塩基対ならびにトリプレックス形成、およびDNA-Mimeticsへの他のπ電子系の導入について検討した。すでに我々は、核酸塩基の簡単な長鎖誘導体であるオクタデシルシトシンがグアノシンを含む水溶液上で安定な単分子膜を形成し、グアノシンの有する糖残基に由来するキラリティーを反映したようなカイラルな二次元結晶を形成することを見いだした。表面圧-面積等温線、FT-IR、などの測定の結果、オクタデシルシトシン分子はグアノシンとのみDNA中でみられるのと同様に相補的な水素結合を形成することを明らかにした。興味あることに、オクタデシルシトシン-グアノシン相補対からなる二次元結晶の中には、インターカレーターであるアクリジンオレンジや疎水性のオクタデシルクリジンオレンジがモノマー状態で取り込まれることから、塩基対の二次元面内でのスタッキングが示唆された。単分子膜の吸収スペクトルを測定したところ、グアニン・シトシン塩基をもつDNAに比べ(260nn)て著しい長波長シフト(280nm)が観察された。DNA-Mimetics系ではより強い相互作用が期待される。オクタデシルアデニンとオクタデシルチミンの一対一混合物も、純水上においてWatson-Crick型の水素結合を形成し、針状の二次元結晶をかたちつくる。この結晶にもオクタデシルアクリジンオレンジはインターカレートする。さらに、この系においてもDNAよりも強いπ電子の相互作用がみられた。また、疎水鎖内にアゾペンゼンやジアセチレンなどのπ電子系発色団を有する塩基誘導体を合成した。アゾペンゼン基を側鎖に持つシトシン誘導体もまた、グアノシン水溶液上でのみ安定な単分子摸を形成することができた。興味あることに、アゾペンゼンの吸収スペクトルが、シトシン残基とアゾペンゼン発色団をつなぐアルキル鎖長に依存して著しく変化することを見いだした。この現象は、アゾペンゼン発色団を疎水部に有する二分子膜で観察されたものと類似しており、アゾペンゼン発色団間の強い相互作用の結果、励起子が形成されて吸収スペクトルのDavydov分裂がおこったものと考えられる。核酸塩基部位のみならず、非局在化した様々なπ電子系を二次元分子集合体に導入することで、新たな光機能の発現が期待される。

The purpose of this specific study is to control the aggregation and organization of molecules, the use of liquid interfaces, the use of specific water binding between nucleic acids, and the use of non-localized electron systems. In addition, DNA has been controlled by the coincidence degree, the combination number and the arrangement, which completely controls the construction of a secondary π-electron system, and the correlation between DNA and DNA-Mimetics. This year, we have been studying the formation of the base pairs and the introduction of other π-electron systems at the interface between gas and liquid. The formation of a stable molecular film on an aqueous solution containing a nucleic acid residue, a simple, long-chain inducer, and a sugar residue is reflected in the formation of a secondary crystal. Surface pressure-area isotherm, FT-IR, measurement results, molecular structure, molecular In the case of a two-dimensional crystal, the crystal is in the middle of a two-dimensional crystal, and the crystal is in the middle of a two-dimensional crystal. The absorption spectrum of a single molecular film is measured at a wavelength of 260 nm and a wavelength of 280nm. DNA-Mimetics systems are expected to interact strongly with each other. A pair of mixtures of pure water and Watson-Crick type water elements are formed, and needle-like secondary crystals are formed. This is the first time I've seen a picture of you. The interaction between π electrons and DNA is very strong. The synthesis of a radical inducer in the π-electron system The formation of a stable molecule on an aqueous solution of a polymer In addition to the above, it is also possible to determine whether the absorption rate of the protein is higher than that of the protein. This phenomenon is similar to that observed in the two molecular films in the water, and the strong interaction between the two molecular films is the result of the excitation. Nucleic acid base sites are not localized, and the introduction of π-electron systems into two-dimensional molecular assemblies is expected to lead to the development of new optical functions.