気液界面上での光補集蛋白質LH2モデル超分子構造の構築

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12874088
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 釘宮 愼一 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教授 (60183795)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐竹 彰治 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助手 (00277831) ; 小夫家 芳明 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (80026195)
• Keywords: ポルフィリン / 光合成 / 自己組織化 / 配位結合 / イミダゾール / 配向性 / 原子間力顕微鏡 / 走査トンネル顕微鏡

Research Abstract

末端に親水基であるカルボキシル基を有する長鎖アルキルオキシフェニル基を有する4(5)-イミダゾリル置換ポルフィリンを合成し、超音波照射により、内水相を有する小さなリポソームを形成することを明らかにしてきた。このリポソームは膜厚4nm程度で膜の中央部に水素結合で組織化したポルフィリンが配置された構造である。
今回、このポルフィリンに置換したイミダゾールをメチル化した1-メチル-5-イミダゾリル置換ポルフィリンを合成し、亜鉛、コバルトなど各種イオンを導入して組織化を検討した。この際、末端カルボキシル基を持たないアルキル基置換である。5配位金属イオンである亜鉛イオンを導入すると、濃度変化時のNMRにおけるβプロトンの化学シフト、蒸気圧オスモメータ等により三量体を形成したことを確認した。6配位金属イオンであるコバルトイオンを導入することにより、三角形構造を基本単位とする二次元方向に伸長した組織体が得られた。組織体の構造は、雲母基板上にコバルトポルフィリンのクロロホルム溶液を滴下し、キャスト膜を作製したものを原子間力顕微鏡による観察の結果、高さ40nm、直径800nmの均一な薄膜であることが分かった。相当するフリーベース、亜鉛錯体ではこのような薄膜構造は得られなかったことから、6配位のコバルト錯体が二次元に伸長した組織体によるものであると考えている。今後は気液界面上での実験を行う予定である。

Research Products

• [Publications] H.Monoi,S.Futaki,S.Kugimiya,H.Minakata,and K.Yoshihara: "Poly-L-Glutamine Forms Cation Channels : Relevance to the Pathogenesis of the Polyglutamine Diseases"Biophys.J.. 78. 2892-2899 (2000)
• [Publications] N.Nagata,S.Kugimiya,and Y.Kobuke: "Antenna functions of 5,15-bis(imidazol-4-yl)-10,20-bis(4-dodecyloxyphenyl)-porphyrin supramolecular assembly through imidazole-imidazole hydrogen bonding"Chem.Commun.. 1389-1390 (2000)
• [Publications] T.Nonogaki,S.Xu,S.Kugimiya,S.Sato,I.Miyata,and M.Yonese: "Two Dimensional Auto-Organized Nanostructure Formation of Hyaluronate on Bovine Serum Albumin Monolayer and Its Surface Tension"Langmuir. 16(9). 4272-4278 (2000)