β構造を有するポリペプチドーポルフィリン複合体の自己組織化と光・触媒機能

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650869
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 新井 徹 九州大学, 有機化学基礎研究センター, 助教授 (50222716)
• Keywords: ポリフィリン / ポリペプチド / 自己集合 / βシート構造 / 光反応 / CDスペクトル / 両親媒性化合物 / ポルフィリン錯体

Research Abstract

疎水性アミノ酸と親水性アミノ酸の交互配列からなる両親媒性ポリペプチドを合成し、これにポルフィリンを結合させた。ペプチド鎖とポルフィリンが1:1、2:1、1:2となる3種類のポリペプチド-ポルフィリン複合体を合成した。トリフルオロエタノールを20%含むpH9緩衝液中、これら複合体は自己集合体を形成した。ペプチド鎖はβシート構造をとることをCDスペクトルにより確かめた。ペプチド鎖の疎水性アミノ酸側鎖とポルフィリンが近接し、これら複合体分子自体が両親媒性構造をとっている。この自己組織体はおもにポルフィリン同士の疎水性相互作用により形成されており、有機溶媒含量を増やすと崩壊した。ポルフィリン同士が近接している様子は、CD、UV、NMRスペクトルより詳細に解析した。
ポルフィリンを亜鉛、鉄、コバルト錯体として、これとβシートペプチドの複合体について自己組織化を試みた。亜鉛、鉄(III)錯体では、ポルフィリン錯体の会合力が弱まり、充分な会合数の超分子を形成しなかった。コバルト錯体とポリペプチドの複合体は、金属を含まない対照化合物と同程度の自己集合能を示した。ここれらのことは、上記各種スペクトルの他、サイズ排除クロマトグラフィーにより明らかにした。4,4'-ジピリジルを加えたところ、亜鉛、コバルト錯体では金属錯体間を架橋した安定な錯体が生じた。これらについて可視光励起し、ビオローゲン類をアクセプターとする光有機電子移動反応を試みたところ、単量体ポルフィリン錯体に比べ活性が数倍向上していた。ポルフィリンの会合のため吸収が長波長シフトしており、有用性が高いと考えられる。

Research Products

• [Publications] T.Arai, A.Tsukuni, K.Kawazu, H.Aoi, T.Hamada, N.Nishino: "Synthesis of a membrane-spanning lipophilic porphyrin with links to two alamethicin fragments on each face"Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 2. 7. 1381-1390 (2000)
• [Publications] T.Kato, N.Maruo, H.Akisada, T.Arai, N.Nishino: "The NMR spectroscopic evaluation of immobility of a crowd of porphyrin rings combined with dendritic poly(L-lysine)s"Chemistry Letters. 8. 890-891 (2000)
• [Publications] T.Arai, M.Inudo, N.Nishino: "Formation of the amphiphilic -structure of a peptide-porphyrin conjugate"Peptide Science 2000:(Proceedings of the 37^<th> Japanes peptide symposium) (T.Shioiri ed.). 2000. 359-362 (2001)
• [Publications] L.A.Watanabe, K.Kontani, T.Arai, T.Kato, N.Nishino: "Modification of dendritic poly(L-lysine) with porphyrins"The 2^<nd> international dendrimer symposium, abstract. 124 (2001)
• [Publications] T.Arai, M.Inudo, T.Ishimatsu, T.Sasaki, T.Kato, N.Nishino: "CD investigation of porphyrin-porphyrin interaction with links to acyclic -sheet peptide self-assembled in an aqueous media"Chemistry Letters. 12. 1240-1241 (2001)
• [Publications] T.Arai, M.Inudo, N.Nishino: "Self-assembling of porphyrin-linked amphiphilic -sheet peptide"Peptide Science 2001:(Proceedings of the 38th Japanes peptide symposium) (H.Aoyagi ed.). 2001. 305-306 (2002)