人工生体分子デバイスの創製

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13895018
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 真嶋 哲朗 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (00165698)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮坂 博 大阪大学, 基礎工学部, 助教授 (40182000) ; 高木 克彦 名古屋大学, 工学部, 教授 (60023264) ; 石黒 勝也 山口大学, 理学部, 教授 (40202981)
• Keywords: 生体分子 / 人工生体分子 / 光機能生体分子 / 分子デバイス / 人工DNA分子デバイス / 時間空間制御 / 分子設計 / 機能場の構築

Research Abstract

生体では様々な生体分子が働いていて、それぞれが生命機能の一翼を担っている。このような生体分子の機能や動作原理を基本にした人工生体分子デバイスの創製は、ナノサイエンス、ナノテクノロジーの中心課題の一つであり、学問的のみならず社会的要請の強い研究課題である。分子デバイスの実現は熱化学の方法では不可能で、最も有効で現実的な方法として、光による分子デバイスの機能発現と機能制御が期待されている。すなわちレーザー光パルスの利用によって、フェムト秒オーダーの超高速スイッチング、ナノメートルオーダーのエネルギー変換、超精密分子認識と増幅などの機能を発現させ、その機能を制御することが可能であると考えられている。そこで、本研究企画調査では、生体分子を超える優れた機能を有する人工生体分子デバイスの創製に向けて、いかにして光により機能を発現させ、その機能を制御することができるかを検討することを目的とし、光化学研究者を中心にした様々な分野の研究者によって、人工生体分子デバイスの時間空間制御、分子設計、機能場の構築、人工DNA分子デバイスに焦点をあてて議論し、光により機能を発現させその機能を制御することによる人工生体分子デバイスの創製の方向性、可能性を検討した。特に、光機能生体分子の機能や動作原理を基本にして光で機能させる人工生体分子デバイスを創製するためには、基底分子だけでなく励起分子や、反応基質や励起分子の反応によって生成する中間体までを、時間空間制御する手去が必要であり、それを基にした級密な分子設計が必要であること、その実現性を検討した。具体的には、研究者による個別の調査結果に基づいて、第1回全体会議を平成13年7月24-25日大阪で、第2回全体会議を平成13年12月21-22日宮崎で開催し、それぞれ調査結果を報告し、討議を行った。

Research Products

• [Publications] K.Kawai, T.Takada, S.Tojo, N.Ichinose, T.Majima: "Observation of Hole Transfer through DNA by Monitoring the Transient Absorption of Pyrene Radical Cation"J. Am. Chem. Soc.. 123・50. 12688-12689 (2001)
• [Publications] M.Nakamura, A.Ouchi, M.Miki, T.Majima: "Photochemical P-O bond fission of aryl dienthyl phosphates by a resonant two-photon reaction"Tetrahedron Letters. 42. 7447-7449 (2001)
• [Publications] H.Sakakibara, M.Ikegami, K.Isagawa, S.Tojo, T.Majima, T.Arai: "Novel Finding of the Effect of Triple Bond on the Photochemical cis-trans Isomerization of C=C Double Bond"Chem. Lett.. 2001. 1050-1051 (2001)
• [Publications] N.Ichinose, T.Majima: "Fluorescence Radical Cation in Solution as a Probe for Ion Pair Dynamics"The Spectrum. 13. 14-19 (2001)
• [Publications] 一ノ瀬 暢之, 真嶋哲朗: "液相中における有機ラジカルカチオンの蛍光とダイナミクス"放射線化学. 72. 31-36 (2001)
• [Publications] K.Kawai, T.Takada, S.Tojo, T.Majima: "Hole Transfor through DNA monitored by transient adsorption of phenothiazine radical cation"Tetrahedron Letters. 43. 89-91 (2002)
• [Publications] K.Kawai, Y.Wata, M.Hara, S.Tojo, T.Majima: "Modulation of One-Electron Oxidation Rate of 8-Oxoquamine by Base-Pairing with Cytosine Derivatives"J. Am. Chem. Soc..
• [Publications] K.Kawai, T.Majima: "Effect of hydrogen bonding on the photo-oxidation of DNA"J. Photochem. Photobiol. C.