| 研究課題/領域番号 |
16K05761
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| 研究機関 | 福岡大学 |
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研究代表者 |
林田 修 福岡大学, 理学部, 教授 (20231532)
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| 研究分担者 |
草野 修平 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (80759291)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | シクロファン / ジスルフィド結合 / ホストゲスト / 薬剤放出 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では薬物運搬体として利用できる機能性多環状ホストの開発を行った。具体的には、“薬剤（ゲスト）を放出する”と同時に“光り出す”などの従来にない機能をもった多環状ホストの開発を目的とした。そのためにシクロファンを集積化することでゲストに対する捕捉力が飛躍的に向上するクラスター効果に着目した。加えて酸化還元による外部刺激によってその結合の解離・付加を可逆的に制御することができるジスルフィド結合を多環状ホストの分子設計に取り入れた。具体的には、ジスルフィド結合で連結したシクロファン２量体を分子基盤としてローダミン基を２つ導入したホストを合成し、クラスター効果によってゲストを強く取り込むことに成功した。さらに、このシクロファン２量体は外部刺激（還元剤の添加）に応じてゲスト捕捉能がより低いシクロファン単量体へ解裂することを NMR や MALDI-TOF MS などの測定から明らかにした。また蛍光検出においては、解裂前のシクロファン２量体では２つのローダミン基による自己消光のために蛍光強度は低く抑えられているが、解裂後のシクロファン単量体では蛍光強度が約３倍に増大することもわかった。すなわち、シクロファン２量体を還元剤で刺激すると、シクロファン単量体が生じて包接ゲストが放出されると共に蛍光強度の変化として検出することが可能となった。本研究課題の主目的である“薬剤(ゲスト)を放出する”と同時に“光り出す”などの機能をもった多環状ホストを開発した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
これまでにジスルフィド結合で連結したシクロファン２量体を分子基盤としてローダミン基を２つ導入したホストを合成し、クラスター効果によってゲストを比較的に強く取り込むことがわかった。さらに、このシクロファン２量体は外部刺激（還元剤の添加）に応じてゲスト捕捉能がより低いシクロファン単量体へ解裂することを NMR や MALDI-TOF MS などの測定から明らかにした。また蛍光検出においては、解裂前のシクロファン２量体では２つのローダミン基による自己消光のために蛍光強度は低く抑えられているが、解裂後のシクロファン単量体では蛍光強度が約３倍に増大することもわかった。すなわち、シクロファン２量体を還元剤で刺激すると、シクロファン単量体が生じて包接ゲストが放出されると共に蛍光強度の変化として検出することに成功した。しかしながら、この包接ゲストの放出においては、シクロファン２量体からシクロファン単量体への変化であるためにクラスター効果を十分に発揮していないこともわかった。そこでより大きなクラスター効果が期待できるシクロファン４量体を分子基盤としてホストを分子設計した。具体的には、シクロファン４量体を分子基盤としてジスルフィド結合を介して蛍光基（消光基）を導入したホストの合成を試みた。分子基盤となるシクロファン４量体の合成に成功し、狙ったとおりにゲスト捕捉脳が飛躍的に向上することがわかった。さらに、ジスルフィド結合を介して蛍光基の導入について引き続き検討する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
蛍光感度のさらなる向上を目指しシクロファン４量体にジスルフィド結合を介して蛍光基（消光基）を導入したホストを引き続き合成し、その機能を評価する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
消光基を導入したホストを合成し、蛍光消光特性やゲスト放出機能を評価しているが、今後に追加の実験が必要であるため。
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