| 研究課題/領域番号 |
23790003
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
重野 真徳 東北大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (30571921)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-28 – 2013-03-31
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| キーワード | イオウ / ヘリセン / 二重らせん / 固体表面 / キラリティー |
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| 研究概要 |
当該年度は光学活性ヘリセン分子による固体表面修飾およびラセン二量体形成するヘリセンオリゴマー分子の開発を行った。金表面にヘリセンチオール自己組織化単分子膜を形成し、その電気的特性を評価した。表面をヘリセンチオールで修飾した二つの金電極間にp-型半導体のルブレン単結晶を挟んだ電気素子について調べた。この電気素子が電場によってスイッチするショットキーダイオードであること、光学純度によってダイオード特性は変化し、特に光学純度とダイオード特性の間に非線形効果が見られることがわかった。ダイオードスイッチ現象は疎に配列したヘリセン単分子膜の構造不安定性による、非線形効果は光学純度にもとづく結晶性の違いおよび単分子膜の構造の違いによると考えている。ここで得られた知見はこれまで観察された例がなく、今後の材料科学発展に寄与すると考えている。ヘリセンオリゴマーが溶液中で形成するラセン二量体の研究も進めた。アミノメチレン基で連結したヘリセンオリゴマーを合成し、それが溶液中ラセン二量体会合すること、トルエンやクロロホルムをゲル化することを見出した。これまでに開発したスルホンアミドヘリセンオリゴマーとはヘテロ会合形成しなかったものの、アミノメチレンオリゴマーの擬鏡像異性体間でヘテロ会合することを見出した。加えて、CDスペクトル測定によりタンパク質のインシュリンとアミノメチレンオリゴマーが相互作用することも見出した。この知見は本研究で目指す課題の一つであるヘリセンオリゴマーラセン二量体による酵素機能制御の足がかりとなる結果である。
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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
当該年度はヘリセンチオールで修飾した金電極電気素子がショットキーダイオード特性を示すこと、その電気的特性がヘリセンチオールの光学純度によってコントロールできることを見出した。アミノメチレン基で連結したヘリセンオリゴマーがラセン二量体形成すること、タンパク質と相互作用することもわかった。電気素子研究に関しては金表面でのヘリセンチオールが形成する単分子膜の形状を明らかにすること、生体分子との複合体形成研究に関しては機能の変化を見出すことが今後の課題であるものの、本研究目標の「固体表面あるいは固体物性をヘリセン分子のキラリティーで制御する」ことの基盤となるデータを得たので、本研究はおおむね順調に進展していると考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
ヘリセンチオールが自己組織化単分子膜形成した金表面の構造を調べ、固体表面機能と光学純度にどのような関係があるか調べる。原子間力顕微鏡（AFM）や和周波発生分光法（SFG）を用いる。生体分子機能性制御をするために、生体分子と水素結合可能なエステル基で連結したヘリセンオリゴマーや金属への配位を介して複合体形成可能なエーテル基やスルフィド基で連結したオリゴマーを合成する。それらオリゴマーが形成する三次元構造、既存のオリゴマーとの複合体形成について調べた後に、タンパク質や酵素との相互作用、機能性制御を行う。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
本研究ではヘリセンの大量合成を行う。それに必要とする反応用試剤（2-ブロモトルエン、キニン、塩化パラジウム、塩化チオニル等）や有機溶媒（酢酸エチル、ヘキサン、クロロホルム等）を購入する。不活性ガスボンベ（アルゴン、窒素）やガラス器具も消耗品として購入する。成果発表と動向調査のために国内学会には仙台－東京で2回／年出席する予定であり、その旅費にも充てる。本研究で合成する化合物を同定するために必要なX線結晶構造解析、元素分析、質量分析の測定料としても使用する。
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