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生体高分子の有するソフトインタフェースを活用した新奇超分子不斉光化学反応系の構築

公募研究

研究領域ソフトインターフェースの分子科学
研究課題/領域番号 23106702
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

和田 健彦  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (20220957)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2012年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2011年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード超分子 / 不斉光反応 / 超分子不斉光化学 / 血清アルブミン / 2-アントラセンカルボン酸 / ポリエチレングリコ-ル / PEG / キラルソフト界面 / ソフトインターフェース / バイオインターフェイス / キラルインタフェース / タンパク質 / 超分子不斉光反応 / 光二量化
研究実績の概要

本研究では基底状態相互作用ならびに励起状態挙動に関する詳細な情報が入手可能なBSAおよびHSAをスカッフォールドとし、ポリエチレングリコ-ル(PEG)による表面修飾による会合に起因する水溶性、さらに適用可能基質の制限など問題点の改善へ試み、さらにPEGの特性を活用した親疎水のバランスに優れた新規キラル・ソフトインターフェース反応場の構築も指向し、PEG修飾ウシならびにヒト血清アルブミンの超分子不斉光反応の不斉反応場としての活用について検討した。
PEG化は、BSAおよびHSAのリジン残基のアミノ基を活用し、グルタルアルデヒドにより片末端に反応性を付与した2鎖型PEG化試薬(MW=2,500x2)の2種の試薬を用いた修飾法により検討した。血清アルブミン(SA)とPEG化試薬との種々の混合比により得られたSAのPEG化率ならび得られた各種PEG化SAの高次構造およびACとの基底状態相互作用を、UV・CD・蛍光・蛍光寿命測定などにより検討した。AC存在下におけるPEG化を検討したところ、ACに対する結合能を維持したままのPEG化が可能である事を見出した。CDスペクトルを用いたPEG化BSA、PEG化HSAとACの相互作用を検討した結果、超分子不斉光反応に用いるにはPEG率10%程度が適切であると共に、反応には関与しない結合サイトはマスク可能である事が明らかとなった。加えて、PEG化によりSAの顕著な水溶性の向上が確認された。
さらに、HSAではHT/HHが11にまで向上し、高い生成物選択性を達成すると共に、82% eeで光二量体2が得られ、PEG化SAが有効なキラル反応場として機能する事を明らかとした。
以上より、PEG修飾による新規キラル・ソフトインターフェース反応場の創製に関する検討し、重要な知見と設計方針を見出し、その端緒を拓くことに成功した。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 15件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Remarkable Enhancement of Sensitivity with the Second Generation of Elliptically Polarization-detected Circular Dichroism Spectroscopy2013

    • 著者名/発表者名
      Murakami, M.; Araki, Y.; Sakamoto, S.; Hamada, Y.; Wada, T.
    • 雑誌名

      Chem. Lett

      巻: 42 号: 3 ページ: 261-262

    • DOI

      10.1246/cl.2013.261

    • NAID

      10031155773

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Double Helices of a Pyridine-Appended Zinc Chlorophyll Derivative2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Shinozaki, G. Richards, K. Ogawa, A. Yamano, K. Ohara, K. Yamaguchi, S. Kawano, K. Tanaka, Y. Araki, T. Wada, and J. Otsuki
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 135 号: 14 ページ: 5262-5265

    • DOI

      10.1021/ja400493e

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Entrainer Effects on Enantiodifferentiating Photocyclization of 5-Hydroxy-1,1-diphenylpentene in Near- and Supercritical Carbon Dioxide2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Nishiyama, T. Wada, K. Kakiuchi, Y. Inoue
    • 雑誌名

      Journal of Organic Chemistry

      巻: 77 号: 13 ページ: 5681-5686

    • DOI

      10.1021/jo300816w

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of a dual-color detection system for caspase activities using a combination of split-fluorescent proteins and split-intein2012

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto, Seiji; Terauchi, Mika; Taki, Shusaku; Kim, Tanner Ian; Araki, Yasuyuki; *Wada, Takehiko
    • 雑誌名

      Peptide Sci

      巻: 48 ページ: 325-326

    • NAID

      10030204493

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microenvironmental Control of Enantiodifferentiating Photocyclization of 5-Hydroxy-1,1-diphenylpentene through Selective Solvation2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Nishiyama, T. Wada, K. Kakiuchi, Y. Inoue
    • 雑誌名

      Chirality

      巻: 24 号: 5 ページ: 400-405

    • DOI

      10.1002/chir.22004

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of Photoactive Yellow Protein as a Photoresponsive Module for Controlling Hemolytic Activity of Staphylococcal α-Hemolysin2012

    • 著者名/発表者名
      M. Ui, et al.
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 48 号: 39 ページ: 4737-4739

    • DOI

      10.1039/c2cc18118e

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] New paradigm of biomolecular soft-interfaces as chiral reaction fields for supramolecular asymmetric photochirogenesis2012

    • 著者名/発表者名
      Wada, Takehiko
    • 雑誌名

      Hyomen Kagaku

      巻: 33 ページ: 27-33

    • NAID

      10030442978

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Planar-to-Planar Chirality Transfer in the Excited State. Enantiodifferentiating Photoisomerization of Cyclooctenes Sensitized by Planar-Chiral Paracyclophane2011

    • 著者名/発表者名
      R.Maeda, T.Wada, T.Mori, S.Kono, N.Kanomata, Y.Inoue
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 133 号: 27 ページ: 10379-10381

    • DOI

      10.1021/ja203781f

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Roles of Entropy in Supramolecular Photochirogenesis : Enantiodifferentiating Photoisomerization of Cyclooctenes in Chiral Sensitizer-Immobilized MCM-41 Cavities2011

    • 著者名/発表者名
      R.Maeda, T.Wada, A.Kusaka, T.Mori, M.Iwamoto, Y.Inoue
    • 雑誌名

      Photochemical and Photobiological Sciences

      巻: 10 号: 9 ページ: 1390-1392

    • DOI

      10.1039/c1pp05087g

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supramolecular Asymmetric Photochirogenesis with Biopolymers as a Chiral Confined Reaction Media2011

    • 著者名/発表者名
      Wada, Takehiko
    • 雑誌名

      Polym.

      巻: 60 ページ: 757-761

    • NAID

      10029658353

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supramolecular Asymmetric Photochirogenesis with Biopolymers as a Chiral Confined Reaction Media2011

    • 著者名/発表者名
      Wada, Takehiko; Sakamoto, Seiji; Murakami, Makoto; Araki, Yasuyuki; Inoue, Yoshihisa
    • 雑誌名

      J.Photopoly.Sci.Tech

      巻: 24 ページ: 595-596

    • NAID

      10029658353

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of artificial nucleic acid and non-natural protein for active control of cellular function2011

    • 著者名/発表者名
      Wada, Takehiko; Araki, Yasuyuki; Sakamoto, Seiji
    • 雑誌名

      Materials Integration

      巻: 24 ページ: 10-16

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis, and application of artificial nucleic acids as a novel tool for chemical biology2011

    • 著者名/発表者名
      Wada, Takehiko
    • 雑誌名

      Frontier of Chem.

      巻: 22 ページ: 135-144

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] External Stimulation Responsive Artificial Nucleic Acids2011

    • 著者名/発表者名
      Wada, Takehiko
    • 雑誌名

      Rev.CSJ.Curr.Rev

      巻: 6 ページ: 71-77

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supramolecular Asymmetric Photochirogenesis with Biopolymers as a Chiral Reaction Field2011

    • 著者名/発表者名
      Wada, Takehiko
    • 雑誌名

      J.Surf.Sci.Soc.Jap.

      巻: 33 ページ: 27-33

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 生体高分子の機能材料への展開と動的機能制御2012

    • 著者名/発表者名
      和田健彦
    • 学会等名
      第61回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋, 日本
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Novel Strategy of Supramolecular Asymmetric Photochirogenesis with Tailor-made Biopolymers as Chiral Reaction Media2012

    • 著者名/発表者名
      Takehiko WADA
    • 学会等名
      IUPAC Photochemistry
    • 発表場所
      Coimbra, Portugal
    • 年月日
      2012-07-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] New strategy of supramolecular asymmetric photochirogenesis with biomolecular soft-interfaces as chiral reaction medias2012

    • 著者名/発表者名
      3. Takehiko Wada, Sakie Minato, Yui Sugawara, Masaki Nishijima, Mihoko Ui, Kazushi Kinbara, Kohei Tsumoto, Yasuyuki Araki, Seiji Sakamoto, and Yoshihisa Inoue
    • 学会等名
      International Association of Colloid and Interface Scientists2012 (IACIS2012) Conference
    • 発表場所
      Sendai, JAPAN
    • 年月日
      2012-05-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Nobel Strategy for External Stimulus Responsible Artificial Nucleic Acids-Toward the Creation of Cancer Cell Specific Gene Therapeutic Oligonucleotides2011

    • 著者名/発表者名
      Wada, Takehiko
    • 学会等名
      1^<st> France-Japan Work shop on Bio-Inspired Approaches
    • 発表場所
      Bordeaux, France(招待講演)
    • 年月日
      2011-04-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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