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イオニクス素子を志向した人工イオンチャネルの合成と機能評価

研究課題

研究課題/領域番号 13450372
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 合成化学
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

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)

研究分担者 小川 和也  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助手 (50335486)
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)
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)
研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
14,200千円 (直接経費: 14,200千円)
2002年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2001年度: 11,300千円 (直接経費: 11,300千円)
キーワードイオンチャネル / 膜貫通 / コール酸誘導体 / オリゴペプチド / 電位依存性 / 分子デバイス / グラミシジン / イオンチャンネル / 環状レゾルシン4量体
研究概要

6種類の人工イオンチャネルを合成し、脂質2分子膜法によって特性を評価した。はじめに合成した膜貫通型チャネルbis(7,12-dimethyl-24-carboxy-3-cholanyl)-N, N'-xylylene dicaronate 1とbis[7,12-dimethyl-24-(N, N, N-trimethylethanaminium-2-carboxylate)-3-cholanyl]-N,N'-xylylene dicarbamate dichloride 2は安定なシングルイオンチャネル特性を示し、そのカリウム/クロリドイオン透過性比はそれぞれ17と7.9であった。またカリウム/ナトリウムイオン透過性比はそれぞれ3.1と3.2となった。
次に膜貫通型チャネルの両末端に電荷の異なる親水基を導入することによって電荷が非対称なイオンチャネル3と4を合成した。3はモノリン酸エステル基とカルボン酸基を有し、4はカルボン酸基とアルコール基を有している。KCl溶液条件下、シングルイオンチャネルの電流/電圧の関係は原点を通る曲線となり、整流特性を有する電位依存イオンチャネルとなることがわかった。
さらに、NH3+-L-Ala-D-Leu-L-Ala-D-Val-L-Val-D-Val-L-Trp-D-Leu-L-Trp-D-Leu-L-Trp-D-Leu-CO2-(5)とNH3+-L-Val-Gly-L-Ala-D-Leu-L-Ala-D-Val-L-Val-D-Val-L-Trp-D-Leu-L-Trp-D-Leu-L-Trp-D-Leu-L-Trp-CO2-(6)の配列を持つ2つのオリゴペプチドを合成し、イオンチャネル特性を調べたところ、チャネルの開確率の電位依存性が観測された。2つのオリゴペプチドは両末端に異なる電荷を有しており、これらの作用が電位依存チャネルを発現していると考えられる。

報告書

(3件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (16件)

  • [文献書誌] Masakazu Mitsunaga: "Voltage-dependent ion channels formed by dodeca-and pentadecaoligopeptides with two charged terminal groups"Journal of Supramolecular Chemistry. (in press). (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Chigusa Goto: "Artificial Ion Channels Showing Rectified Current Behavior"J.Am.Chem.Soc.. 123(49). 12152-12159 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshiaki Kobuke: "Transmembrane Ion Channels Constructed of Cholic Acid Derivatives"J.Org.Chem.. 66(15). 5094-5101 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小夫家 芳明: "生体内のアルカリ、アルカリ土類金属イオンの役割 生物無機化学"増田秀樹編 三共出版(印刷中). (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小夫家 芳明: "現代化学 「自己組織化とナノテクノロジー(5)生体系の自己組織化」"東京化学同人(印刷中). (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kobuke and T.Nagatani: "Transmembrane Ion Channels Constructed of Cholic Acid Derivatives"J.Org.Chem.. 66. 5094-5101 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C.Goto, M.Yamamura, A.Satake, and Y.Kobuke: "Artificial Ion Channels Showing Rectified Current Behavior"J.Am.Chem.Soc.. 123. 12152-12159 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Mitsunaga, A.Satake, S.Kugimiya, and Y.Kobuke: "Voltage-Dependent Ion Channels formed by Dodeca-and Pentadecaoligopeptides with Two Charged Terminal Groups"J.Supramol.Chem.. in press. (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kobuke, Ed.by Hideki Masuda: "Roles of alkali and alkaline earth metal ions in biology, Seibutsu Mukikagaku (Bioinorganic Chemistry, in Japanese)"Sankyo shuppan. (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kobuke: "Self-organization and Nanotechnology (5) Self-organization in Biological System, Gendai Kagaku (Chemistry Today, in Japanese)"Tokyo Kagaku Dojin. (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masakazu Mitsunaga: "Voltage-dependent ion channels formed by dodeca-and pentadecaoligopeptides with two charged terminal groups"Journal of Supramolecular Chemistry. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Chigusa Goto: "Artificial Ion Channels Showing Rectified Current Behavior"J. Am. Chem. Soc.. 123(49). 12152-12159 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshiaki Kobuke: "Transmembrane Ion Channels Constructed of Cholic Acid Derivatives"J. Org. Chem.. 66(15). 5094-5101 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 小夫家 芳明: ""生体内のアルカリ、アルカリ土類金属イオンの役割" 生物無機化学"増田秀樹編 三共出版(印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Chigusa Goto: "Artificial Ion Channels Showing Rectified Current Behavior"J.Am.Chem.soc.. 123. 12152-12159 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshiaki Kobuke: "Transmembrane Ion Channels Conducted of Cholic Acid Derivatives"J.Org.Chem.. 66. 5094-5101 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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