高分子認識を利用した超分子構造の形成と転写システムの構築

利用聚合物识别形成超分子结构和构建转录系统

基本信息

批准号：
09J01792
负责人：
田浦大輔
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J01792/
关键词：
シクロデキストリン分子認識超分子構造高分子認識

项目摘要

生体内では、デオキシリボ核酸(DNA)が、核酸塩基の相補的な分子認識(A-TとG-C)により、巧みに制御された超分子構造(二重らせん)を形成する。このように、分子と分子が選択的に相互作用することは、生命活動を支える上で非常に重要である。これらの点に着目し、本研究では、シクロデキストリン(CD)と高分子鎖(主鎖と側鎖)との選択的な相互作用を利用した超分子構造の制御、及び、転写システムの構築を目指している。平成22年度では、光や熱などの外部刺激を利用して、γ-CDと選択的に相互作用するシステムの構築を目指し、γ-CD/オリゴエチレングリコール(OEG)誘導体の超分子構造の制御について調査した。まず、ゲスト分子として、OEGの片末端に刺激応答性分子であるアゾベンゼン(Azo)を修飾した分子(OEG-Azo)を合成した。OEGでは、添加したγ-CDの濃度(<70mM)に依存せず、沈殿は析出しなかった。これは、沈殿生成に十分なγ-CDがOEG鎖を貫通しなかったためであると考えられる。一方、20mM γ-CD/OEG-trans-Azo溶液は、時間経過とともに白濁し、5時間後には、溶液の透過率がゼロになった。この溶液を加熱すると、包接錯体の解離により、溶液は透明に戻った。また、加熱した後の透明な溶液に紫外光を照射し、cis化すると、5時間後も溶液は透明だった。このような溶液の変化は、γ-CDがAzo(transとcis)を選択的に認識することによって引き起こされる現象であると考えられる。さらに、濃度変化NMR測定の結果から算出したγ-CDとの会合定数(K_<trans>とK_<cis>)を比較すると、K_<trans>はK_<cis>よりも約70倍大きいことが分かった。このことからも、時間変化UV/Vis測定における透過率の顕著な違いがγ-CDとAzoとの選択的な相互作用によるものであると説明することができる。

在体内，脱氧核糖核酸（DNAS）通过互补的分子识别（A-T和G-C）形成了熟练控制的超分子结构（双螺旋）。因此，分子之间的选择性相互作用对于支持生活活动极为重要。该研究的重点是这些要点，旨在通过利用环糊精（CDS）和聚合物链（主链和侧链）之间的选择性相互作用来控制超分子结构并建立转录系统。在2010财年，我们调查了γ-CD/寡乙二醇（OEG）衍生物对超分子结构的控制，旨在构建一种使用外部刺激（例如光和热量）选择性与γ-CD相互作用的系统。首先，作为一个分子（OEG-azo），其中合成了OEG的一端通过刺激反应性分子偶氮苯（Azo）修饰。在OEG中，降水不取决于添加的γ-CD（<70 mm）的浓度，也没有沉淀。这被认为是因为足够的γ-CD用于降水没有穿透OEG链。同时，随着时间的流逝，20 mMγ-CD/OEG-trans-azo溶液变得多云，5小时后，溶液的渗透性变为零。当溶液加热时，由于包含复合物的解离，溶液恢复了清除。此外，加热后，用紫外线照射清晰的溶液并将其转换为顺式，即使在5小时后，溶液也保持清晰。这种溶液中这种变化被认为是由γ-CD对AZO（Trans和CI）的选择性识别引起的现象。此外，当将关联常数（K_ <trans>和K_ <cis>）与γ-CD进行比较时，从浓度变化NMR测量结果中计算得出的γ-CD时，发现K_ <trans>大约是K_ <cis>的70倍。这还解释了随时间变化的UV/VIS测量值的透射率显着差异是由于γ-CD和AZO之间的选择性相互作用。