側鎖に核酸塩基を有するハイドロゲルの体積相転移とその分子認識

Research Project

Project/Area Number	11780630
Research Category	Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Biomedical engineering/Biological material science
Research Institution	Kyoto Institute of Technology (2000) Sophia University (1999)
Principal Investigator	青木隆史京都工芸繊維大学, 繊維学部, 助教授 (80231760)
Project Period (FY)	1999 – 2000
Project Status	Completed (Fiscal Year 2000)
Budget Amount *help	¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000) Fiscal Year 2000: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000) Fiscal Year 1999: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Keywords	核酸塩基 / ウラシル基 / Poly(6-(acryloyloxymethyl)uracil) / 水素結合 / 相転移挙動 / アデニン
Research Abstract	側鎖にウラシル基を有するポリマー、Poly(6-(acryloyloxymethyl)uracil)(PAU)の水中での水和・脱水和に起因する相転移挙動について検討してきた。このポリマーは、側鎖の核酸塩基間で水素結合性の相互作用をすることにより、低温下で脱水和状態となり沈殿を形成する一方で、ある温度以上になると核酸塩基間の水素結合が解裂することにより水に均一に溶解する特性を持っていることがわかっている。本研究では、PAU水溶液中での^1H-NMR測定を行い、その水和・脱水和挙動について検討した。また、高分子主鎖のα位にメチル基を導入したPoly(6-(methacryloyloxymethyl)uracil)(PMU)を合成し、そのポリマー水溶液の透過率変化を測定した。 NHプロトンの変化を観察するために、H_2O:D_2O=9:1の混合水溶液にPAUを溶解し、^1H-NMR測定を行った。NHプロトンはあまり明確なケミカルシフトを示さなかった。これは、このポリマーの水中での挙動が、条件により不均一な状態となるため、S/Nが悪かったことによるものと考えている。さらに細かく温度ならびに濃度の条件を変えて測定を行う必要がある。高分子主鎖のα位にメチル基を導入したPMUは、PAUと同様に低温で高分子間コンプレックスの形成、転移温度以上でコンプレックスの解離が認められた。このコンプレックスの形成・解離の温度依存性は、PAUのそれと比較すると、より鋭い変化となって現れた。これは、主鎖の疎水性が増したことで、協同的に高分子鎖の収縮への変化が生起したことによるものと思われる。緩衝溶液中ではその効果がさらに顕著に現れ、より疎水性の高分子鎖間では側鎖間の水素結合性相互作用が安定に存在することがわかった。