ホスト-ゲスト分子認識による生体膜機能の人工制御を目指した分子設計と合成

分子设计和合成旨在通过主客体分子识别人工控制生物膜功能

• 批准号: 10470490
• 负责人: 小田嶋 和徳
• 金额: $ 6.34万
• 依托单位: Nagoya City University (2000)The University of Tokyo (1998-1999)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10470490/
• 关键词: ホスト-ゲスト錯体; カリックスアレーン類; ホモオキサカリックス[3]アレーン類; 膜電位変化; ドーパミン; 膜透過性変化; カリックス[4]アレーン類縁体; 非経験的分子軌道法; ホモオキサカリックスアレーン類; シクロデキストリン誘導体; 平面脂質二分子膜; 四級アンモニウム塩; フェノール類; シクロデキストリン

「ホスト-ゲスト分子認識による生体膜機能の人工制御を目指した分子設計と合成」に関する研究の継続的展開並びに新たな発展として,カリックス[6]アレーン誘導体(1)及びホモオキサカリックス[3]アレーン誘導体(2)による有機アミン類に対する選択的な膜電位変化,並びにカリックス[4]アレーン類縁体(3)によるチャネル形成能に関して,以下の知見を得た。1.ホスト1,2のPVC液膜について,種々の有機アミンに対する膜電位変化を詳細に調べ,その選択性を支配する二つの要素として,(1)ゲストの脂溶性,(2)ホスト-ゲスト錯体形成の強さを分離して評価した。その結果,ホスト1による有機アミンゲストの非極性部分の形状識別,並びにホスト2によるドーパミンと他のカテコールアミン類(ノルアドレナリン,アドレナリン)の識別に関する膜電位変化の選択性が,上記の要素(2)に関する高い選択性に基づくことが明らかとなり,生体膜機能の人工制御のための基礎知見が得られた。2.全てのフェノール性OHに長鎖アルキルアミド置換基を導入したカリックス[4]アレーン類縁体を新規人工チャネルとして合成し,それらを平面脂質二分子膜に埋め込み,両側の水溶液に印加電圧を加えたところ,単一チャネル電流が,チャネル開閉挙動を伴う矩形波として観測された。ただし,チャネルの開口確率が極めて不充分のため,上記のカリックス[4]アレーン類縁体を基本構造として,適格なチャネル側鎖を持つチャネル分子を設計,合成することが必要である。

作为“旨在通过主客体分子识别人工控制生物膜功能的分子设计与合成”研究的不断发展和新发展，杯[6]芳烃衍生物(1)和同氧花杯[3]芳烃的研究结果如下：获得关于衍生物（2）对有机胺的选择性膜电位变化和杯[4]芳烃类似物（3）的通道形成能力。 1. 我们详细研究了主体1和主体2的PVC液膜中各种有机胺的膜电位变化，发现控制其选择性的两个因素是（1）客体的脂溶性和（2）主体-单独评估复合物形成的强度。由此可见，膜电位变化对于主体1对有机胺客体非极性部分形状辨别和主体2对多巴胺和其他儿茶酚胺（去甲肾上腺素、肾上腺素）的形状辨别的选择性与上述因素有关（ 2). 已经清楚这是基于高选择性，并且已经获得了人工控制生物膜功能的基础知识。 2.我们合成了在所有酚类OH中引入长链烷基酰胺取代基的杯[4]芳烃类似物作为新的人工通道，将其嵌入平面脂质双层膜中，并对两侧的水溶液施加电压，然后形成单层。通道电流被观察为具有通道打开和关闭行为的方波。然而，由于通道打开概率极其不足，因此需要以上述杯[4]芳烃类似物为基本结构，设计合成具有合适通道侧链的通道分子。

项目成果

Y.Yamashita: "Construction of Chiral Quaternary Carbon Centers by Asymmetric Alkylation of Achiral Lithium Enolates by Chiral Tetradentate Ligands"Tetrahedron Letters. 40(14). 2803-2806 (1999)

Y.Yamashita：“通过手性四齿配体对非手性烯醇锂进行不对称烷基化来构建手性季碳中心”四面体字母。

K.Odashima: "A Systematic Study on the Complexation of Quaternary Ammonium Salts and Neutral Phenols" Chemical and Pharmaceutical Bulletin. 46(8). 1248-1253 (1998)

K.Odashima：“季铵盐和中性酚络合的系统研究”化学和制药通报。

N.Mori: "Chemo-and Regioselective Cyclotrimerization of Monoynes by a Nickel (0) and Zinc (II) Phenoxide System"Chemical Communications. 181-182 (2001)

N.Mori：“通过镍 (0) 和锌 (II) 苯氧化物系统对单炔进行化学和区域选择性环三聚”化学通讯。

J.Matsuno: "A Novel Chiral Pentamine Ligand for Enantioselective α-Alkylation of Acyclic Lithium Amide Enolates"Organic Letters. 1(2). 345-347 (1999)

J.Matsuno：“一种用于无环锂酰胺烯醇化物对映选择性 α-烷基化的新型手性五胺配体”有机快报 1(2)。

K.Odashima: "Molecular Recognition Based on Membrane Potential Changes Induced by Host-Guest Complexation with Inorganic and Organic Guests" Journal of Inclusion Phenomena. 32. 165-178 (1998)

K.Odashima：“基于主客体与无机和有机客体络合引起的膜电位变化的分子识别”包容现象杂志。