静電相互作用を利用した球状錯体内部へのアニオン集積とその反応

利用静电相互作用在球形复合物内积累阴离子及其反应

• 批准号: 08J09201
• 负责人: 菊池 貴
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J09201/
• 关键词: 自己集合; DNA; ペプチド; ナノ粒子; 自己組織化; 水素結合; 静電相互作用; π共役系分子; ポリオキソメタレート

昨年度まで私は、高度な機能を持つポリアニオン分子としてDNAに着目し、自己集合性錯体表面へのDNAの集積、および相補DNA鎖の認識を達成してきた。一方、真核細胞内でDNAは、カチオン性タンパク質であるヒストンに巻きついて多段階に折りたたまれ、その構造と転写活性を制御されている。精密構造を有する人工ポリカチオン性ナノ粒子を用いてDNAを折りたたむことができれば、DNAの転写活性の精密制御を期待できるが、そのような例は知られていない。本年度私は、24価の正電荷を有する自己集合性球状錯体表面をさらに24本のカチオン性ペプチドで修飾し、48価もの正電荷を高密度に有する分子性ナノ粒子として利用することで、DNAの構造制御を試みた。折れ曲がりの外側に正味1価の正電荷を有する6残基のペプチド(Ac-Arg-Lys-Leu-Pro-Asp-Ala-)を連結した二座配位子とPd(II)イオンから、表面に24本のペプチド鎖を有する球状錯体を定量的に得た。錯体の構造は各種NMRの解析により同定した。得られた錯体は、直径3.5nmの単一の球状骨格上に+1.25nm^<-2>という高い表面電荷密度を有し、効率的なDNAの折りたたみが期待できる。4363塩基対の環状DNAであるプラスミドpBR322の水溶液(0.75ng・μL^<-1>)に対し、得られた錯体の希釈水溶液を、電荷比1:0.9となるように加え、室温で10分間静置することで、DNAと錯体の複合体形成を行った。複合体溶液10μLをマイカ基板上に滴下し、乾燥させた後AFM観察したところ、剛直なDNA鎖にカチオン性錯体がランダムに結合している様子が見られた。錯体の当量を電荷比1:9まで増加させると、直径40-50nmの均一な粒子が多数観測された。この粒子はそれぞれ1分子のDNAを含むと考えられる。以上のことから、カチオン性球状錯体によってDNA分子が中間的な状態を経てコンパクトに折りたたまれることがわかった。このようなDNAの段階的折りたたみ挙動はヒストン類似の特異なものであることから、DNAはポリカチオン性の錯体表面に巻きつくことによって折りたたまれたものと考えられる。

Last year, we achieved the recognition of DNA aggregation and complementary DNA locking on the surface of self-assembly faults. In a eukaryotic organism, DNA is divided into two parts: DNA, DNA and DNA. The precision structure has artificial separation, the property of the particle is used, the DNA is folded, the DNA is written, the precision control activity is expected, the property of the particle is used, the property of the particle is used, and the DNA is written. This year, the positive charge of 24 μ m on the surface of self-assembled spherical particles was modified by 24 μ m on the surface of 24 μ m on the surface of 48 μ m on the surface of molecular particles. The positive charge of 6 residues (Ac-Arg-Lys-Leu-Pro-Asp-Ala-) linked to Pd(II) and 24 residues (Ac-Arg-Lys-Leu-Pro-Asp-Ala-) linked to Pd(II) were quantified. The structure of the fault is determined by NMR analysis. The <-2>result is that the surface charge density of a single spherical cell with a diameter of 3.5 nm is +1.25 nm, and the efficiency of DNA folding is expected. 4363-base pairs of circular DNA were added to an aqueous solution of pBR322 (0.75 ng·μL^<-1>) to form DNA complexes with charge ratio of 1:0.9 and room temperature for 10 minutes. 10μL of the complex solution was dropped onto the substrate, dried and observed by AFM, and the DNA lock was found to be stable. The equivalent charge ratio of the complex is 1:9, and the particle diameter is 40-50nm. The particle is a molecule of DNA. The DNA molecule is in the middle of a spherical disorder. The DNA sequence is similar to the DNA sequence.

项目成果

Well-Defined DNA Nanoparticles Templated by Self-Assembled M12L24 Molecular Spheres and Binding of Complementary Oligonucleotides

• DOI: 10.1021/ja108334g
• 发表时间: 2010-11-17
• 期刊: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
• 影响因子: 15
• 作者: Kikuchi, Takashi;Sato, Sota;Fujita, Makoto
• 通讯作者: Fujita, Makoto

オリゴヌクレオチドによるM12L24球状錯体の表面修飾

用寡核苷酸对 M12L24 球状复合物进行表面修饰

• 发表时间: 2009
• 作者: M.Otsuki;M.Tsukadaira;A.Kimura;F.Shibata;H.Tamura;菊池貴
• 通讯作者: 菊池貴

M12L24自己集合性球状錯体によるラジカル重合制御

使用 M12L24 自组装球形配合物进行自由基聚合控制

• 发表时间: 2008
• 作者: M.Otsuki;M.Tsukadaira;A.Kimura;F.Shibata;H.Tamura;菊池貴;菊池貴
• 通讯作者: 菊池貴