生体高分子をテンプレートとした金属錯体の機能集積

Research Project

Project/Area Number	17036011
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Science and Engineering
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	田中健太郎東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (40281589)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	塩谷光彦東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (60187333)
Project Period (FY)	2005
Project Status	Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help	¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000) Fiscal Year 2005: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Keywords	生体高分子 / DNA / ペプチド / 金属錯体 / 自発的集積化 / 異核種多核錯体 / 分子認識
Research Abstract	異種金属錯体の空間配置選択的な集積化を目指し、メチオニンとアラニンの交互配列からなる環状ヘキサペプチドcyclo(L-Ala-L-Met)_3(1)をデザインした。この環状ペプチドは、C_3対照な構造上に、側鎖としてソフトな金属配位子であるチオエーテル基を、主鎖にハードな金属配位子であるカルボニル基を持ち、異なる種類の金属イオンの位置特異的な集積化が期待できる。詳細な^1H-NMRスペクトルおよびESI-TOFマススペクトルの測定、結晶構造解析により、環状ペプチド1はダイマーを形成しながら、3つのAg^+イオン、1つのCa^<2+>イオンと定量的に相互作用し、カプセル型四核錯体(2:1-Ag^+-Ca^<2+>=2:3:1)を形成することが明らかとなった。一方我々は、DNA核酸塩基間の水素結合を基にした二重鎖の分子認識や会合力を金属錯形成に置き換えた人工DNAを報告してきた。金属錯体型人工DNAを用いることにより、金属錯体の精密集積化を行った。DNA二重鎖中にプログラムした金属配位子の配列をテンプレートに、金属錯体を集積化することが期待できる。ヒドロキシピリドン型ヌクレオシド(H)とピリジン型ヌクレオシド(P)を配列化した人工DNA二重鎖d(GHPHC)_2およびd(GHHPHHC)_2を合成し、金属イオンの集積化を行った。HはCu^<2+>イオンと平面四配位型錯体を形成し、またPはHg^<2+>と直線二配位構造を形成することにより、それぞれ定量的かつ位置選択的にH-Cu^<2+>-H、P-Hg^<2+>-P塩基対を形成した。以上のように、人工バイオ分子が複数種の金属錯体の精密集積場となることが明らかとなった。