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水素結合の動的制御による強相関高分子ゲル膜の生体膜類似物質輸送

通过动态控制氢键在强相关聚合物凝胶膜中传输类生物膜物质

基本信息

批准号：
13031073
负责人：
宮田隆志
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kansai 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：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,化学修飾した核酸塩基の自己組織化によって分子認識部位を効率よく導入した水素結合性強相関高分子ゲル膜を調製し,その相補的水素結合能を外部刺激で動的制御することによって生体膜類似物質輸送とも呼べる強相関上り坂輸送の実現を試みた。その結果,以下のような成果が得られた。1.水素結合性キャリヤーの合成とその自己組織化機能の検討核酸塩基の一つであるウラシルを化学修飾することによって,末端にトリエトキシシランを有するウラシル誘導体の合成に成功した。新規なウラシル誘導体をシリコンウェハー上に自己組織化させて,その構造をX線光電子分光,エリプソメトリーおよび原子間力顕微鏡によってキャラクタリゼーションした。その結果,そのウラシル誘導体は水酸基を有する表面と容易に反応して,自己組織化単分子膜を形成することが明らかとなった。2.水素結合性強相関ゲル膜の調製とその構造評価末端トリエトキシシランを有するウラシル誘導体の自己組織化能を利用して,ポリビニルアルコールゲル膜内に水素結合性のキャリヤーとしてウラシルを導入した。また,得られたウラシル導入ゲル膜とアデニンとの相互作用を解明するため,アデニンの膜への吸着量測定を行った。その結果,相補的水素結合によってアデニンはウラシル導入ゲル膜内に選択的に吸着され,その吸着量はpHに大きく影響された。3.水素結合性強相関ゲル膜による核酸塩基の上り坂輸送外部刺激としてpH変化を利用して,ウラシル導入ゲル膜と核酸塩基類との相補的水素結合を動的制御し,濃度勾配に逆らった強相関上り坂輸送を行った。その結果,ウラシルと相補的水素結合を形成するアデニンのみが上り坂輸送され,水素結合を介した輸送メカニズムによって説明できた。

In this study, we investigated the effects of chemical modification on the self-organization of nucleic acid bases, the introduction of molecular recognition sites, and the modulation of water-binding strongly correlated polymer membranes, and the inhibition of external stimulation by complementary water-binding energy. As a result, the following results were obtained. 1. The synthesis of water-binding protein and its self-organizing function were successfully carried out by chemical modification of nucleic acid base and terminal protein. The structure of the new structure is X-ray photoelectron spectroscopy, atomic force microscopy, etc. As a result, it is easy to form a self-organized molecular film on the surface of the inducer. 2. The structure of the membrane with strong correlation with water binding is evaluated. The self-organizing ability of the membrane is utilized. The interaction between the membrane and the host cell was analyzed and the adsorption capacity of the host cell was determined. As a result, complementary water binding agents are introduced into the membrane for selective sorption, and their sorption is greatly affected by pH. 3. Water binding is strongly correlated with the transport of nucleic acid residues to the membrane. External stimuli and pH changes are utilized to control the binding of water to nucleic acid residues to the membrane. Concentration is correlated with the transport of nucleic acid residues to the membrane. As a result, it is possible to form a complex and complementary water transport system.