らせん反転挙動を利用した機能性ポリアスパルテート分子デバイスの創製

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650924
• Research Institution: TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY
• Principal Investigator: 古屋 秀峰 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (90251652)
• Keywords: ポリアスパルテート / らせん反転 / 分子デバイス / コンホメーション / NMR測定 / 円二色性測定

Research Abstract

ポリペプチドは、溶液中においてα-ヘリックス、ランダムコイル、βシート構造などの異なる二次構造を取ることは古くから知られている。また、これらの二次構造は、温度、溶媒及び圧力などによって変化する。ポリペプチドの中でもポリアスパルテート[-NH-CH(CH_2C(O)OR)CO-]は、側鎖Rの構造に依存して右巻き、または、左巻きヘリックスを取る。最近、我々はポリ(β-フェネチルL-アスパルテート)(PPLA)の主鎖α-ヘリックスが温度や溶媒により反転する現象を見出し、分光学的手法によりPPLAのヘリックス-ヘリックス転移前後での側鎖コンホメーション解析を行った結果、側鎖コンホメーション変化に誘起された協同的分子内転移であることを明らかにしてきた。本研究では、特異的なヘリックス転移現象を利用したPPLA分子デバイスの構築を目指し、化学修飾したPPLAの自己組織化構造の解析と機能性の検討を目的とした。昨年度の研究から引き続き、らせん反転を起こさないポリ(γ-ベンジル-L-グルタメート)(PBLG)とPPLAのブロック共重合体、および室温で左巻きを形成するD体のアスパルテート(PDA)とPBLGのブロック共重合体を合成し、らせん反転の様式についてNMR及び円二色性測定により検討した。N端側が自由なジブロック共重合体とC端側が自由な化合物の比較から、らせん反転はN端側から優位に起き、完全に巻き変えることが明らかになった。また、鎖長の異なる共重合体の結果から、転移温度や左巻きらせんの割合は組成比にほとんど影響されないことがわかった。PBLGとさらにらせんが剛直なポリアラニンとの共重合体のヘリックス-コイル転移の検討では、希薄溶液においては転移様式がPBLGと同様であったが、濃厚液晶状態では末端の影響を見出した。得られた成果はらせん反転現象の機構を分子論的に検討した結果であり、PPLA分子デバイスの分子設計に役立つものである。