高次階層構造を有する超分子核酸構造体のゲル・液晶転移制御とその機能設計

点击翻译按钮获取中文摘要

3',5'-ビス(オクチルジイソプロピルシリル)-2'-デオキシグアノシン(C8-dG)は、低濃度でも非極性溶媒中で塩基間多重水素結合により超分子ゲルを形成する。その詳細な構造について、AFM、IRおよびX線回折によって検討した。その結果、ゲル中においては、グアニンの2-NH_2…6-C=0および1-NH…7-N間の2本の水素結合により一次元テープが形成されていること、および一次元テープが平行に並び、2-NH_2…-3-N間に2本のテープ間水素結合が形成されてシート構造となること、など「階層化された水素結合」によりゲル化がおきていることを明らかにした。このようにして形成された二次元組織体は、塩基部位をアルキルシリル部位が上下に挟んだシート状構造をしており、AFMで厚さ2.5nm、幅50〜300nmのシート状構造体の存在を確認した。以上の結果より、C8-dGのゲル中では、通常の超分子ゲルに見られる繊維状の組織体ではなく、二次元シート構造体がラメラ状に積み重なっり、その間に溶媒分子を挟み込んで超分子ゲルを形成することを解明した。さらに、各種熱分析法および温度可変IR等により、ゲル-液晶転移はテープ間水素結合のみの選択的解裂に起因することを明らかにした。このように、一つの組織構造中に存在する2種類の水素結合の片方のみを選択的に切断した例は皆無に等しいことから、その選択性発現の要因を構造的な観点から議論した。以上の成果は、新規の高次階層構造設計、制御をおこなう上で重要な知見となる。