2013 Fiscal Year Annual Research Report
テーラーメイド生体高分子をキラル反応場とする環境調和型超分子不斉光反応系の創製
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24245044
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
和田 健彦 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (20220957)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂本 清志 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (30335228)
荒木 保幸 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (80361179)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 生体高分子 / 合成坑体 / キラル反応場 / 不斉合成 / 光反応 / 超分子 / 超分子不斉光反応 / PEG |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、生体高分子をキラル反応場とする超分子不斉光化学反応を提唱し、特に血清アルブミン(SA)を不斉反応場とし、タンパク質の吸収がない320nm 以上光照射により光二量化が効率よく進行する2-アントラセンカルボン酸 (AC) を光反応基質とする超分子不斉光反応を詳細に検討し、SAが有効な不斉反応場として機能することを報告してきた。本研究では、より積極的な不斉反応場構築を指向し、AC二量体を鋳型とするファージディスプレイ法を活用した人工坑体を不斉反応場とする、新規超分子不斉反応について検討している。本年度は、効率的に人工坑体を取得できる標的抗原の化学構造についてその設計・合成、人工坑体取得について検討した。当初、キラル化合物であるsyn-HT、anti-HH型AC光二量体を標的抗原としての活用を計画したが量的確保が厳しく、比較的容易に単離精製可能なanti-HT (ACD1) 光二量体を用いた。水溶性の高いPEGリンカーを介して末端にビオチンを導入し、標的抗原として用いた。合成した幾つかのPEGリンカーを有するACD1と、10の10乗程度の多様性を有する坑体提示ファージライブラリーを混合し、パニングを4回繰返すことによりACD1に対し特異的認識・結合能を有する人工坑体を約32種類取得した。得られた人工坑体の物性および、ACモノマーとの結合特性をUV・CD・蛍光、蛍光寿命測定により検討した結果、中程度ではあるものの特異的相互作用が示唆された。この結果を踏まえ、人工抗体存在下における AC 光二量化反応を検討し結果、Head-Tail生成物の選択性の向上が観測され、またアキラルなACD1を用いたにも関わらず、ACD2に対し、中程度の光学収率が観測され、方法論の有効性が証明できた。またVCD測定により人工坑体と基質ACとの結合過程の観測にも成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
キラルなsyn-HT、anti-HH型AC光二量体を坑体として用いることが困難であるとの問題に直面したが、比較的単離精製が簡便なanti-HT体を標的坑体として変更し、比較的効率よく目的坑体の取得に成功した。さらに得られた坑体が予想以上に高い結合性、そしてキラル識別能を有することを見出したことは、当初想定を上回る結果で有り、当初計画以上に研究が進展していると判断する
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| Strategy for Future Research Activity |
得られた人工坑体は、予想通り高い疎水性に基づく会合性が観測された。この問題解決、そして新しい基質への結合特性確保などを指向し、優れた親疎水バランスを有することが知られているポリエチレングリコ－ル（PEG）によりタンパク質表面を修飾した”タンパク質ー高分子ハイブリッド”の合成に取組、得られたPEG修飾タンパク質を新規不斉反応場とする超分子不斉光反応系について検討する。タンパク質としては多くの知見が得られている血清アルブミンを用いる。
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[Journal Article] Double Helices of a Pyridine-Appended Zinc Chlorophyll Derivative2013
Author(s)
Shinozaki, Yoshinao; Richards, Gary; Ogawa, Keizo; Yamano, Akihito; Ohara, Kazuaki; Yamaguchi, Kentaro; Kawano, Shin-ichiro; Tanaka, Kentaro; Araki, Yasuyuki; Wada, Takehiko; and Otsuki, Joe
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Journal Title
J. Am. Chem. Soc.
Volume: 135
Pages: 5262-5265
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] PNA-NLS conjugates as single-molecular activators of target sites in double-stranded DNA for site-selective scission2013
Author(s)
Aiba, Yuichiro; Hamano, Yuya; Kameshima, Wataru; Araki, Yasuyuki; Wada, Takehiko; Accetta, Alessandro; Sforza, Stefano; Corradini, Roberto; Marchelli, Rosangela; Komiyama, Makoto
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Journal Title
Org. Biomol. Chem.
Volume: 11
Pages: 5233-5238
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Remarkable Enhancements of Cellular Membrane Uptake Ability and RNase H Activities of Arg Introduced Peptide Ribonucleic Acids (PRNA) and PRNA-DNA Chimera for Cancer Cell Specific Oligonucleotide Therapeutics2013
Author(s)
T. WADA, R. UEMATSU, T. MIZUTANI, J. ARIYOSHI, Y. ARAKI, S. SAKAMOTO, A. YAMAYOSHI, S. Futaki, A. MURAKAMI, Y. INOUE
Organizer
40th Annual Meeting & Exposition of the Controlled Release Society
Place of Presentation
Honolulu, USA
Year and Date
2013-07-21 – 2013-07-24
Invited
