DNAナノ光電荷分離システムの構築

DNA纳米光电荷分离系统的构建

• 批准号: 18750148
• 负责人: 川井 清彦
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18750148/
• 关键词: DNA; 光電荷分離; 光エネルギー変換; 電子移動; レーザー; 可視光応答; 過渡吸収法; DNA光損傷; SNPs

我々はこれまで、光増感剤としてナフタルイミドを用いることによりDNA内電荷分離状態の生成に成功してきた。しかしながら、光照射により強い酸化力を有するナフタルイミドを用いた場合、無差別にすべての塩基を酸化してしまうため近接塩基上にホールが発生し素早い逆電子移動が起こり電荷分離収率は数パーセント程度にとどまった。また、ナフタルイミドを用いる場合では紫外光照射が必要であり、太陽光エネルギー変換への応用が困難であった。本課題では、より太陽光を収集しやすい可視領域に強い吸収体を有し、酸化力が強すぎず、特定の核酸塩基のみを酸化可能なアクリジンなどを光増感剤(集光アンテナ)として用いることによる電荷分離システムの構築を目指した。長寿命の電荷分離状態を達成するためには、電子とホールを十分に引き離す必要がある。ここで、DNA2本鎖をホールの通り道として利用するが、逆電子移動を最小限にするため、市販されている種々の酸化電位を有する修飾核酸塩基を酸化電位の順に配列させ電荷が一方向に流れるよう検討を行った。設計、合成したDNAはすでに構築済みであるHPLCシステムを利用して精製し、UV融解温度測定(T_m測定)によりその構造の安定性を調べ、ナノ秒レーザーフォトリシスシステムを用いることによりその電荷分離の量子収率を評価した。その結果、可視光を用いたDNA内光電荷分離に成功し、また、電荷分離収率および電荷分離寿命をDNA配列により制御可能であることを明らかにした。

We have successfully generated a charge separation state in DNA by photosensitizing it. In the case of light irradiation, strong acidification force exists, and there is no difference in the acidity of the base. In the case of light irradiation, there is no difference in the acidity of the base. In the case of negative electron movement, there is no difference in the charge separation rate. In the case of ultraviolet irradiation, it is necessary to change the use of sunlight. The subject is to provide guidance for the construction of a system for the collection and use of photosensitizers, charge separation systems, and the like in the field of sunlight and light absorption, in the field of visible light absorption, in the field of acidification, and in the field of acidification of specific nucleic acid groups. Long life of charge separation is necessary The DNA2 gene chain has a channel that uses a minimum of reverse electron movement and a modified nucleic acid chain that has an acid potential that is aligned with the charge in one direction. Design, synthesis, construction, purification, UV melting temperature measurement, structural stability adjustment, charge separation and quantum yield evaluation The results show that the charge separation rate and charge separation lifetime of DNA can be controlled by visible light.

项目成果

Formation of Pyrene Dimer Radical Cation at the Minor Groove of DNA

DNA小沟处芘二聚体自由基阳离子的形成

• 发表时间: 2006
• 期刊: Bull. Chem. Soc. Jpn. 79(2)
• 作者: K. Kawai;T. Kimura;H. Yoshida;A. Sugimoto;S. Tojo;M. Fujitsuka;T. Majima
• 通讯作者: T. Majima

High Yield Generation of Lone-Lived Charge-Separated State in Diphenylacetylene-Modified DNA

二苯乙炔修饰 DNA 中孤存电荷分离态的高产率生成

• 发表时间: 2006
• 期刊: Angew. Chem. Int. Ed. 45・1
• 作者: 岩本直樹・岡夏央・和田猛;Takumi Kimura;Yasuko Osakada;Tadao Takada;Tadao Takada
• 通讯作者: Tadao Takada

DNAナノブロックを利用したDNAナノエレクトロニクス

使用 DNA 纳米块的 DNA 纳米电子学

• 发表时间: 2006

Monitoring G-Quadruplex Structures and G-Quadruplex-ligand Complex by 2-Aminopurine Modified Oligonucleotide

通过 2-氨基嘌呤修饰寡核苷酸监测 G-四链体结构和 G-四链体-配体复合物

• 发表时间: 2007
• 期刊: Tetrahedron 63(17)
• 作者: T;Kimura;K;Kawai;M. Fujitsuka;T. Majima
• 通讯作者: T. Majima

Rapid Long-Distance Hole Transfer through a Consecutive Adenine Sequence

通过连续腺嘌呤序列快速长距离空穴转移

• 发表时间: 2006
• 期刊: J. Am. Chem. Soc. 128(27)
• 作者: T. Takada;K. Kawai;M. Fujitsuka;T. Majima
• 通讯作者: T. Majima