シクロデキストリン・ペプチド系における蛍光共鳴エネルギー移動を用いた分子センシング

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シクロデキストリン・ペプチド合体系を用いた新規な分子認識センサーの構築が本研究の目的である。すなわち、ゲスト分子認識部位として環状オリゴ糖であるシクロデキストリンを、共鳴エネルギー移動の供与体としてピレン、受容体としてクマリンをα-ヘリックスペプチド上に適切に配置した系を合成し、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)を用いた新規な分子センシング系の構築を目指した。昨年度、α-ヘリックスペプチド上にβ-シクロデキストリン、クマリン、ピレンの順に配置したシクロデキストリン・ペプチド合体系(A)を合成したところ有効な分子センシン機能を有することが確認された。そこで本年度は、α-ヘリックスペプチド上にピレン、β-シクロデキストリン、クマリンの順に配置したシクロデキストリン・ペプチド合体系(B)を合成し、α-ヘリックスペプチド上でのシクロデキストリンおよび色素の配置の違いによる効果について検討を行った。どちらのシクロデキストリン・ペプチド合体系においても、ピレンを励起したところ、クマリンの発光領域に蛍光発光が観測され、ピレンからクマリンへの蛍光共鳴エネルギー移動が観測された。ここに、ゲスト分子としてヒドロキシコール酸を添加したところ、蛍光発光強度の減少が観測された。これは、合体系(A)においてはβ-シクロデキストリンに包接されていたクマリンがゲスト分子により追い出され、クマリンとピレンが分子内で会合し、消光した為だと思われる。一方、合体系(B)においてはクマリンとピレンとの距離が離れ、FRETの効率が低下した為だと思われる。様々なゲストに対する分子認識機能を検討したところ、蛍光発光強度の減少の度合いが添加するゲストで異なり、分子認識センサーとして機能する事がわかった。特に、コール酸類の水酸基の配向や数を有効に識別できることがわかった。