環境場制御に基づく光応答分子系の精密設計

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06239106
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 斉藤 烈 京都大学, 工学研究科, 教授 (20026082)
• 研究分担者: 三木 定雄 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (30135537) ; 大橋 守 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (70015535) ; 富岡 秀雄 三重大学, 工学部, 教授 (20024599) ; 宮仕 勉 東北大学, 理学研究科, 教授 (20004442)
• キーワード: 光応答分子 / ホトクロミック / 結晶の光化学 / 光DNA切断 / 化学発光 / 光機能分子 / 生物発光

研究概要

本研究班では、新規ホトクロミック分子の開発のみにとどまらず、広い意味での光機能分子の開発のための基礎研究を行った。具体的には、以下の研究を行った。1)光スイッチ機能をもつ生体機能分子の設計(齋藤)光をトリッガ-としてDNAのプリン塩基を塩基配列特異的にアルキル化しその位置でDNA切断を行う人工光制限酵素を開発した。2)結晶性電荷移動錯体の光反応(宮仕)各種のCT結晶を調整し、CT励起による光反応を行い、結晶場による絶対不斉誘起を検討した。また、CT単結晶を用いるホトクロミズムや光電導物質開発のための基礎研究を行った。3)低温マトリックスを利用する新しいホトクロミック系の開発(富岡)低温マトリックスを用いて非可逆的経路を遮断することにより新しいホトクロミック系を構築するための基礎研究を行った。安定化合物のみならずカルベン、ニトレンなどの原子価欠損中間体なども活用する。4)環境場による化学発光波長の制御(大橋)立体的に固定され分子内CT性をもつセレンテラミド誘導体を合成し、アポ蛋白に取り込ませ、その蛍光波長の変化をもたらす因子をタンパク質と基質双方の構造変化に対応させて解明するための研究を行った。5)光制御系構築のための新規光応答分子の設計・合成(三木)
縮合多環芳香族の光原子価異性化を進行させるのに最も有効な置換様式がもたらす分子構造や電子構造の変化を詳細に調べ、得られた基礎的な知見に基づいて、少なくとも半導体レーザーの2倍高調波領域で作動する光応答分子を開発した。

研究成果

• [文献書誌] 齋藤烈: "α-Diazo Ketons as Photochemical DNA-Cleavers:A Mimic for Radical Generating System of Neocarzinostatin Chromophore" J.Am.Chem.Soc.117. 10635-10644 (1995)
• [文献書誌] 齋藤烈: "Photoactivatable DNA-Cleaving Amino Acids:Highly Sequence Selective DNA Photocleavage by Novel L-Lysine Derivatives" J.Am.Chem.Soc.117. 5590-5591 (1995)
• [文献書誌] 宮仕勉: "Electron-Transfer Photochemistry of 2,3-Diphenyl-1,3-Butadiane" Tetrahedoron Lett.35. 5681-5654 (1994)
• [文献書誌] 富岡秀雄: "An Extremely Long-Lived Triplet Carbene;Reactivity,Optical Absorption Spectrum,and Kinetics of Highly Congested Diarylcarbenes" Angew.Chem.Int.Ed.Engl. 33. 873-875 (1994)
• [文献書誌] 大橋守: "Chemistry and Kinetics of a-and b-Naphthyl (hosphonyl) Carbenes.Effects of Positions on Neighbouring Phosphonate Participation" J.Chem.Soc.,Perkin Trans.2. 3. 633-641 (1994)
• [文献書誌] 三木定雄: "Structure of Cyclodextrins and of Their Complexs.Chromatographic and NMR Study of 1,22,3-Tri-t-Butylnaphthalene and Its Complex with Gamma-Cyclodextrin" Tetrahedron. 50. 3619-3626 (1994)