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2014 Fiscal Year Annual Research Report

テーラーメイド生体高分子をキラル反応場とする環境調和型超分子不斉光反応系の創製

Research Project

Project/Area Number 24245044
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

和田 健彦  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (20220957)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 坂本 清志  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (30335228)
荒木 保幸  東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (80361179)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords生体高分子 / 血清アルブミン / キラル反応場 / 不斉合成 / 光反応 / 超分子 / 超分子不斉光反応 / PEG
Outline of Annual Research Achievements

我々は、反応基質として2-アントラセンカルボン酸(AC)を、不斉反応場として各種血清アルブミン(SA)を用いた不斉環化光二量化反応系を中心に詳細な検討を報告してきた。その結果、SAが有効な超分子不斉反応場として機能することを明らかとした。しかしSAには、会合に起因する低水溶性や、適応可能な基質の種類が限定される等、改善すべき問題点も存在する。
本研究では、水溶性の向上や会合特性の抑制、さらには適用基質・反応の拡大などを実現する新規不斉反応場構築を目指し、親疎水のバランスに優れた表面修飾法として広く知られているポリエチレングリコール(PEG)を用い、これまで基底状態での相互作用等を詳細に検討してきたHSAをスカッフォールドとした新規不斉反応場構築に取組んだ。
SAをスカッフォールドとするPEG化不斉反応場の構築には、HSAのリジン残基の1級アミノ基に対するPEG修飾を検討した。PEG化には末端をスクシンイミジル基で活性化した市販の一本鎖PEG化試薬(sc-PEG, Mw = 5,000)と、グルタルアルデヒド基で片末端に反応性を付与した二本鎖PEG化試薬(ga-PEG, Mw = 2,500 × 2)の2種類を用いた。sc-PEGを用いた修飾の場合には1級アミノ基からアミド基へ変換されるためHSAの高次構造や、ACとの結合挙動への影響が観測された。一方、ga-PEG修飾の場合には1級アミノ基から環状3級アミノ基へ変換されるためHSAの高次構造への影響は観測されなかった。PEGHSAを不斉反応場としてACの超分子不斉光環化反応を検討したところ、未修飾HSAよりも効率よい反応場として機能することが明らかとなった。以上の結果より、生体高分子を足場として活用したPEG修飾による新規超分子不斉光反応系構築に成功した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2015 2014

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Mammalian serum albumins as a chiral mediator library for bio-supramolecular photochirogenesis: optimizing enantiodifferentiating photocyclodimerization of 2-anthracenecarboxylate2014

    • Author(s)
      M. Nishijima, M. Goto, M. Fujikawa, C. Yang, T. Mori, T. Wada, Y. Inoue
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 50 Pages: 14055-14274

    • DOI

      10.1039/C4CC04818K

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Circular dichroism spectra of uridine derivatives: ChiraSac study2014

    • Author(s)
      T. Miyahara, H. Nakatsuji,* T. Wada,
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. A

      Volume: 118 Pages: 2931-41

    • DOI

      10.1021/jp501906u

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Systematic control of the excited-state dynamics and carrier-transport properties of functionalized benzo[ghi]perylene and coronene derivatives2014

    • Author(s)
      S. Hirayama, H. Sakai, Y. Araki, M. Tanaka, M. Imakawa, T. Wada,* T. Takenobu, T. Hasobe
    • Journal Title

      Chem. - A Eur. J

      Volume: 20 Pages: 9081-93

    • DOI

      10.1002/chem.201304679

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Formation of One-Dimensional Helical Columns and Excimerlike Excited States by Racemic Quinoxaline-Fused [7] Carbohelicenes in the Crystal,2014

    • Author(s)
      H. Sakai, S. Shinto, Y. Araki, T. Wada, T. Sakanoue, T. Takenobu, T. Hasobe
    • Journal Title

      Chem. - A Eur. J

      Volume: 20 Pages: 10099-10109

    • DOI

      10.1002/chem.201402426

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Coordination oligomers and polymers of an oxazole-appended zinc chlorophyll derivative,2014

    • Author(s)
      Y. Shinozaki, I. Yoshikawa, K. Araki, K. Ohara, K. Yamaguchi, S. Kawano, K. Tanaka, Y. Araki, T. Wada, J. Otsuki,
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 43 Pages: 862-864

    • DOI

      10.1246/cl.140135

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electron-Transfer Reduction Properties and Excited- State Dynamics of Benzo[ghi] peryleneimide and Coroneneimide Derivatives2014

    • Author(s)
      K. Ida, H. Sakai, K. Ohkubo, Y. Araki, T. Wada, T. Sakanoue, T. Takenobu, S. Fukuzumi, T. Hasobe
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 118 Pages: 7710-7720

    • DOI

      10.1021/jp500761f

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Supramolecular photocyclodimerization of 2-hydroxyanthracene with a chiral hydrogen-bonding template, cyclodextrin and serum albumin2014

    • Author(s)
      G. Fukuhara, H. Umehara, S. Higashino, M. Nishijima, C. Yang T. Mori,   T. Wada, Y. Inoue,
    • Journal Title

      Photochem. Photobio. Sci.

      Volume: 16 Pages: 162-172

    • DOI

      10.1039/C3PP50127B

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Saturation Transfer Difference(STD)法を用いた血清アルブミ ンと2-アントラセンカルボン酸間相互作用の解析2015

    • Author(s)
      荒木保幸, 西嶋政樹, YOSPANYA Wijak, 奥木暢, 井上佳久, 和田健彦
    • Organizer
      日本化学会 第94春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [Presentation] 生体高分子足場として活用した新規超分子不斉光反応系の構 築-5 ‐ PEG修飾による新規キラル反応場構築2015

    • Author(s)
      奥木暢, 西嶋政樹, 湊 咲絵, 荒木保幸, 坂本清志, 池田豊, 長崎幸夫, 井上佳久, 和田健彦
    • Organizer
      本化学会 第94春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [Presentation] 生体高分子足場として活用した新規超分子不斉光反応系の構築 - 7 - PE G 修飾による超分子不斉光反応への影響 -2014

    • Author(s)
      奥木 暢, 西嶋 政樹, 佐々木 晴彦 , 荒木 保幸, 坂本 清志, 池田 豊, 長崎 幸夫, 井 上 佳久, 和田 健彦
    • Organizer
      2014年光化学討論会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2014-10-11 – 2014-10-13
  • [Presentation] タンパク質を足場とした高分子複合体を活用した超分子不斉光反応系の創成2014

    • Author(s)
      和田 健彦, 奥木 暢, 佐々木 晴彦, 西嶋 政樹, 松田 庸平, 池田 豊, 坂本 清志, 井上 佳久, 荒木 保幸
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • Invited
  • [Presentation] 生体高分子足場として活用した 新規超分子不斉反応系の構築2014

    • Author(s)
      奥木暢,西嶋政樹,湊咲絵,荒木保幸,坂本清志,池 田豊,長崎幸夫,井上佳久,和田健彦
    • Organizer
      平成26年度化学系学協会東北大会
    • Place of Presentation
      山形大学
    • Year and Date
      2014-09-20 – 2014-09-21
  • [Presentation] 生体高分子足場として活用した新規超分子不斉光反応系の構築-6 -PEG修飾HSAを不斉反応場とする超分子不斉光二量化反応-2014

    • Author(s)
      奥木 暢, 西嶋 政樹, 湊 咲絵, 荒木 保幸, 坂本 清志, 池田 豊, 長崎 幸夫, 井上 佳久, 和田 健彦
    • Organizer
      第24回バイオ・高分子シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2014-07-24 – 2014-07-25
  • [Presentation] DEVELOPMENT OF HIGH SENSITIVE AND HIGH TIME-RESOLVED CIRCULAR DICHROISM DETECTION METHOD ? TOWARD THE ANALYSES OF SUPRAMOLECULAR CHIRALITY AND DYNAMICS2014

    • Author(s)
      Takehiko Wada, Makoto Murakami, Yutaka Sano, Yasuyuki Araki, Makoto Kuronuma, Tadashi Mori, Tomoo Miyahara, Katsuji Hasegawa, Hiroshi Nakatsuji, Yoshihisa Inoue
    • Organizer
      XXV IUPAC Symposium on Photochemistry
    • Place of Presentation
      Bordeaux, France
    • Year and Date
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • Invited
  • [Book] 光化学の事典、第2章 光化学の基礎Ⅰ ―物理化学― 2.3節 励起状態の環境効果と反応(4) 「光化学における圧力効果」2014

    • Author(s)
      和田健彦
    • Total Pages
      436
    • Publisher
      朝倉書房

URL: 

Published: 2016-06-03  

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