高度に集積したビオロゲンによる酵素反応のメディエーション

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07215204
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 下村 政嗣 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (10136525)
• キーワード: メディエーション / ビオロゲン / 二分子膜 / 電荷移動錯体 / 酵素反応 / 修飾電極 / ゲル / 光誘起電子移動

研究概要

ビオロゲン化合物を電極上へ固定化し集積することによって、電子メディエーション効率の向上が期待されるとともに、メディエーター反応の特質解明や新しいメディエーター系の創成が可能となる。我々は、ビオロゲンを親水基としてビフェニル発色団を有する両親媒性化合物が水中で自己会合し二分子模構造に形成し、ビフェニル基とビオロゲン基間で電荷移動(CT)錯体を形成するとともに、可視光照射によって長寿命のビオロゲンカチオンラジカルを生じることを見いだした。ビオロゲン集合体で電極を修飾しそのメディエーター機能を検討するために、高分子ゲル中への二分子膜と酵素の同時固定化を行った。固定化のマトリックスとして、酵素の固定化によく用いられているポリアクリルアミドゲルを選んだ。電気泳動用のポリアクリルアミドゲル調製の方法で、二分子膜を含むゲルを得た。フィルム状のゲル中においても水溶液中と同様に可視部に吸収を有するCT錯体の形成がみられた。比較のために、架橋していないアクリルアミドのリニアポリマーをマトリックスとして固定化フィルムを作製したところ、CT錯体の吸収は見られなかった。EDTA存在下で調製したゲルフィルムへ440nm以上の可視光を照射するとビオロゲンラジカルの吸収が出現することから、固定化ゲル中での光誘起電荷分離と二分子膜に沿った電子移動が期待される。また、電極上にゲルを作製したところ、ビオロゲンの酸化還元に基づくCVカーブを得た。

研究成果

• [文献書誌] M.Shimonura 他: "Two-Dimensional Molecualar Assembies. Relation berween Chemical Structure and Molecular Orientation in Cast Bilayer Fims"" Langmuir. 11. 969-976 (1995)
• [文献書誌] M. Shimonura 他: "Chiral Cystal Fonation of Octadecylcytosine Monolayer by Complementary Base-pairing" Thin Solid Films. (印刷中).
• [文献書誌] K. Ijiro, M. Shimonura 他: "DNA Monolayers Complexed with Amphiphilic Intercalator at the Air-Water Interface" Thin Solid Films. (印刷中).
• [文献書誌] O. Karthaus, M. Shimonura: "Stilbene Containing Amphiphiles in Supramolecular Assemblies" Journal of Photochemistry and Photobiology. 92. 117-120 (1995)
• [文献書誌] M. Shimomura 他: "Tailoring of Stecked π-Electron Arrays from Electron-and/or Energy Donor-Acceptor Molecules Based on Two-Dimensional Suparamolecular Assembies" Synthetic Metals. (印刷中).
• [文献書誌] 居城邦治、下村政嗣: "機能性高分子としての二重らせんDMAの固体素子化" 固体物理. 30. 1042-1048 (1995)
• [文献書誌] 下村政嗣: "新タンパク質応用工学" フジテクノシステム 旗野昌弘監修, 950 (1996)