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温泉、塩湖、海底火山等のような高温、高酸性あるいは高圧の特異な条件下で生息している生物の中に古細菌といわれる一群の微生物が存在しており、通常の生物とは異なる特徴の一つとして膜脂質の化学構造が挙げられる。古細菌の膜脂質はジ-O-フィタニルグリセロールをコア脂質の基本構造とするが、36員環、もしくは72員環を有する大環状エーテル型化合物も膜中に含まれている。この特異な膜脂質の性質を詳しく調べるためにはこれらの化合物を純粋に相当量入手することが必要で、天然から単一化合物を大量に得ることは出来ないから合成によることが必要である。またこのような大環状化合物であるので、合成化学それ自身にも興味が持たれる。
まず、大環状エーテル型脂質のモデルとして大環状リン酸ジエステル脂質を用い、環状構造が脂質膜の性質に与える影響を調べることとした。Glaser反応を分子内環化に適用して合成した大環状リン酸ジエステルリポソームの性質を、その非環状脂質及び各々の重水素化脂質と比較検討した。環状脂質はその非環状脂質と比べてアルキル鎖末端が結合することで液晶状態での脂質分子の運動性が少なく、脂質二重膜の流動性低下が引き起こされることが分かった。
次に天然の72員環脂質のMcMurry反応を鍵反応としてその全合成に成功した。さらに、オレフィンメタセシス反応を用い、より簡便かつ効率的に36及び72員環脂質を同一の原料から合成することに成功した。合成した36員環脂質の形成するリポソームの物性について種々の方法で検討した。その結果、環状脂質は非環状脂質の比較して流動性が低く、それに基因して種々の物質の透過性の低く、かつ高温でも安定なリポソームを形成することが分かった。これらのことから大環状脂質は古細菌が特異な環境下で生息可能なことに寄与していると考えられる。
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