化学修飾による可視光で異性化するアゾベンゼンの開発及びその応用

化学改性可见光异构化偶氮苯的研制及其应用

• 批准号: 09J07883
• 负责人: 西岡 英則
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Nagoya 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-09J07883/
• 关键词: DNA; アゾベンゼン; 光制御; ハイブリダイゼーション; 可視光

昨年度までの研究により、アゾベンゼン誘導体を用いる事で可視光のみでDNAハイブリダイゼーションの光制御を行う事に成功しているが、1)光制御能力が十分に高くない、さらに2)cis-体の熱安定性が低い等の問題がみられた。本年度は以上の2点の問題を克服した優れた機能性アゾベンゼンとしてパラ位にメチルチオ基を、オルト位にはメチル基を導入した誘導体を合成した。DNAに導入した状態で吸収スペクトルを測定したところ、新規アゾベンゼンは可視領域の400nmの光でcis-体に、同じく可視領域の450nmの光でtrans-体に異性化し、可視光のみで構造を可逆的に制御できた。さらに、アゾベンゼンがtrans-体、cis-体を取るときのDNA二重鎖の安定性の差ΔT_mは従来の無置換アゾベンゼンの3倍程度となり、光制御能が大きく向上した。またパラ位に電子供与性置換基を導入したにも関わらずcis-体が優れた熱安定性を示し、その半減期は60℃で6.4時間となり、化学修飾を行っていないアゾベンゼン(半減期:3.3時間)をも凌駕する値となった。光制御能の向上及びcis-体熱安定性の向上はこれまでの研究結果からオルト位に導入したメチル基の効果によると考えられる。本研究で開発したアゾベンゼンは可視光領域のみでなく、紫外領域の光でも波長を選択する事でtrans-cis異性化を行うことが可能である。そこで、従来からのアゾベンゼンと組み合わせ、照射波長を選択することで任意にDNAハイブリダイゼーションを光制御し、複雑な駆動が可能である分子マシンを構築した。新規アゾベンゼンを含む部位と従来のアゾベンゼンを含む部位の二重鎖の形成と解離を蛍光色素を利用し観測したところ、期待通りの複雑な駆動を観察する事ができた。

In the past year, the research has been carried out successfully in the field of optical control of visible light, such as: 1) high optical control ability, 2) low thermal stability of cis-body. This year, the above two problems have been overcome. The functional problems have been solved. The basic problems have been solved. The basic problems have been solved. DNA is introduced into the optical system, the absorption state is determined, and the new optical system is controlled reversibly by cis-volume at 400nm and trans-volume at 450nm in the visible field. The difference in stability between trans-and cis-DNA double-locks ΔT_m and trans-DNA double-locks is 3 times higher than that of trans-DNA double-locks. The introduction of electron donor and sex substituent groups into the system is related to the thermal stability of cis-bodies, the half-life of 60℃ and the half-life of chemical modification are 6.4 and 3.3 respectively. The results of the study on the upward movement of light control energy and thermal stability of cis-body are as follows: The development of this research makes it possible to achieve trans-cis heterogenization by selecting wavelengths of light in the visible light field and the ultraviolet field. For example, if the wavelength of the radiation is selected, the molecular structure of the radiation can be controlled. The new rules include the formation and dissociation of double locks in the presence of light pigments, the detection of light particles, and the detection of light particles in the presence of light particles.

项目成果

Photoresponsive DNA Involving Multiple Azobenzenes Modified with Methy1 Group towards the Efficient Photoregulation of DNA Hybridization

涉及用甲基 1 基团修饰的多种偶氮苯的光响应 DNA，以实现 DNA 杂交的有效光调节

• 发表时间: 2009
• 作者: 梁興国;西岡英則;浅沼浩之;西岡英則
• 通讯作者: 西岡英則

オリゴヌクレオチドおよびその利用

寡核苷酸及其用途

• 发表时间: 2010

Photoisomerization dynamics study on cis-azobenzene derivative using ultraviolet-to-visible tunable femtosecond pulses

• DOI: 10.1016/j.apsusc.2009.04.108
• 发表时间: 2009-09
• 期刊: Applied Surface Science
• 影响因子: 6.7
• 作者: A. Yamaguchi;N. Nakagawa;Kazuma Igarashi;T. Sekikawa;Hidenori Nishioka;H. Asanuma;M. Yamashita

Construction of Photon-Fueled DNA Nanomachines by Tethering Azobenzenes as Engines.

通过束缚偶氮苯作为引擎构建光子燃料 DNA 纳米机器。

• 发表时间: 2009
• 期刊: LNCS 5347
• 作者: 梁興国;西岡英則;浅沼浩之
• 通讯作者: 浅沼浩之

Line up base pairs and intercalators one by one in a stable duplex

将碱基对和嵌入子一一排列成稳定的双链体

• 发表时间: 2009
• 期刊: Nucleic Acids Symp.Ser. 53
• 作者: X.G.Liang;T.Mochizuki;H.Nishioka;H.Asanuma
• 通讯作者: H.Asanuma