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2013 年度 実施状況報告書

ゲストの捕捉および放出を制御できる刺激応答性シクロファン型ホスト多量体の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24550166
研究機関福岡大学

研究代表者

林田 修  福岡大学, 理学部, 教授 (20231532)

キーワードホストゲスト化学 / シクロファン / クラスター効果 / 刺激応答
研究概要

効果的な薬物送達システムを開発するためには、刺激応答型の薬物放出システムが有効であることから、外部刺激に応じてゲストに対する捕捉能が制御できる新規ホスト分子の開発を行った。具体的には、分子骨格内にジスルフィド結合を有するカチオン性とアニオン性のシクロファン(1と2)を合成した。これらシクロファンは環骨格のサイズが従来のホスト分子と比べて大きいために、分子サイズがより大きいBis-ANS、ピレン酪酸(PA)、ピレンメチルアミン(PMA)などをゲストとして検討した。Jobプロット法から、これらシクロファンとBis-ANS、PA、PMAとの結合定数は数千程度であることが蛍光滴定実験からわかった。また、抗がん剤であるDOXなどをゲストとして用いた場合、カチオン性の1よりもアニオン性の2の方が抗がん剤をより強く捕捉することもわかった。塩酸塩であるDOXは、アニオン性の2とより強く静電相互作用するためと考えられる。さらに2は、ジチオトレイトールなどの還元剤の添加により、ジスルフィド結合が開裂することでシクロファンが分解し、ゲスト分子が放出できることもわかった。一方、蛍光消光性のダブシル基を導入したシクロファンも合成した。ダブシル基を有するこのシクロファンを用いると蛍光性ゲストの捕捉に伴って、蛍光が消光することがわかった。この場合にも、ホストとゲストの静電荷の組み合わせが重要であることが示された。

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

分子骨格内にジスルフィド結合を組み込んだカチオン性とアニオン性のシクロファンの合成も順調に進行した。また、アニオン性のシクロファンが抗がん剤であるDOXなどのゲストを捕捉できること、さらに還元剤の添加によってゲストの放出に成功したことから、おおむね順調に進展していると考えている。

今後の研究の推進方策

最終年度は、より効果的なゲスト放出能が期待できるホスト分子を設計し、合成する。また、蛍光消光性基などを導入したホストに対しても、ゲスト放出能を賦与した設計を行う。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Degradation Properties and pH-Responsive Guest-Release of Cyclophanes Having Four Ester Side Chains with Terminal Choline Residues2014

    • 著者名/発表者名
      Osamu Hayashida*, Daisuke Sato
    • 雑誌名

      Chem. Lett

      巻: 43 ページ: 322-324

    • DOI

      oi:10.1246/cl.13

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis, Guest-Binding, and Reduction-Responsive Degradation Properties of Water-Soluble Cyclophanes Having Disulfide Moieties2013

    • 著者名/発表者名
      Osamu Hayashida, Kazuaki Ichimura, Daisuke Sato, Terutaka Yasunaga
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 78 ページ: 5463-5469

    • DOI

      10.1021/jo400591w

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Dabsyl-Appended Cyclophanes and Their Heterodimer Formation with Pyrene-Appended Cyclophanes2013

    • 著者名/発表者名
      Osamu Hayashida, Yu Kaku
    • 雑誌名

      J. Org. Chem

      巻: 78 ページ: 10437 - 10442

    • DOI

      10.1021/jo4018843

    • 査読あり
  • [雑誌論文] クラスター効果によって機能化された水溶性 シクロファン類の創製とゲスト捕捉能2013

    • 著者名/発表者名
      林田 修、市村 和明、木村 圭一朗、中村 勇気、中島 智美
    • 雑誌名

      福岡大学理学集報

      巻: 43 ページ: 87-95

  • [雑誌論文] 機能性ナノ分子研究2013

    • 著者名/発表者名
      林田 修、松原 公紀、安東 勢津子、古賀 裕二
    • 雑誌名

      Research

      巻: 18 ページ: 36-37

  • [学会発表] ジスルフィド結合で連結したシクロファン5量体の合成と性質2014

    • 著者名/発表者名
      中村 湧・林田 修
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会(2014)
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] 種々のスペーサーで連結したシクロファン2量体の合成とホスト機能2014

    • 著者名/発表者名
      松下 幸司・大野 達矢・林田 修
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会(2014)
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] ローダミン部位を有するシクロファンの合成と細胞内ゲスト送達2014

    • 著者名/発表者名
      加來 悠・小島 恵子・林田 修
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会(2014)
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] シスチンで連結した蛍光性シクロファン2量体の合成と機能2013

    • 著者名/発表者名
      小島 恵子・加來 悠・林田 修
    • 学会等名
      第7回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20130927-20130929

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公開日: 2015-05-28  

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