水素結合の動的制御による強相関高分子ゲル膜の生体膜類似物質輸送

通过动态控制氢键在强相关聚合物凝胶膜中传输类生物膜物质

基本信息

批准号：
13031073
负责人：
宮田隆志
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kansai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,化学修飾した核酸塩基の自己組織化によって分子認識部位を効率よく導入した水素結合性強相関高分子ゲル膜を調製し,その相補的水素結合能を外部刺激で動的制御することによって生体膜類似物質輸送とも呼べる強相関上り坂輸送の実現を試みた。その結果,以下のような成果が得られた。1.水素結合性キャリヤーの合成とその自己組織化機能の検討核酸塩基の一つであるウラシルを化学修飾することによって,末端にトリエトキシシランを有するウラシル誘導体の合成に成功した。新規なウラシル誘導体をシリコンウェハー上に自己組織化させて,その構造をX線光電子分光,エリプソメトリーおよび原子間力顕微鏡によってキャラクタリゼーションした。その結果,そのウラシル誘導体は水酸基を有する表面と容易に反応して,自己組織化単分子膜を形成することが明らかとなった。2.水素結合性強相関ゲル膜の調製とその構造評価末端トリエトキシシランを有するウラシル誘導体の自己組織化能を利用して,ポリビニルアルコールゲル膜内に水素結合性のキャリヤーとしてウラシルを導入した。また,得られたウラシル導入ゲル膜とアデニンとの相互作用を解明するため,アデニンの膜への吸着量測定を行った。その結果,相補的水素結合によってアデニンはウラシル導入ゲル膜内に選択的に吸着され,その吸着量はpHに大きく影響された。3.水素結合性強相関ゲル膜による核酸塩基の上り坂輸送外部刺激としてpH変化を利用して,ウラシル導入ゲル膜と核酸塩基類との相補的水素結合を動的制御し,濃度勾配に逆らった強相関上り坂輸送を行った。その結果,ウラシルと相補的水素結合を形成するアデニンのみが上り坂輸送され,水素結合を介した輸送メカニズムによって説明できた。

在这项研究中，我们制备了一种强相关氢键聚合物凝胶膜，通过化学修饰核碱基的自组装有效引入分子识别位点，并利用外部刺激动态控制其互补氢键能力，我们试图实现强相关上坡。运输，也可称为类生物膜物质运输。结果，获得了以下结果。 1.氢键载体的合成及其自组装功能的研究通过对核碱基之一的尿嘧啶进行化学修饰，我们成功合成了末端带有三乙氧基硅烷的尿嘧啶衍生物。一种新型尿嘧啶衍生物在硅片上自组装，并通过X射线光电子能谱、椭圆光度法和原子力显微镜对其结构进行了表征。结果表明，尿嘧啶衍生物很容易与含有羟基的表面反应形成自组装单分子层。 2.氢键强相关凝胶膜的制备及其结构评价利用三乙氧基硅烷末端尿嘧啶衍生物的自组装能力，将尿嘧啶作为氢键载体引入聚乙烯醇凝胶膜中。另外，为了明确所得的尿嘧啶掺入凝胶膜与腺嘌呤的相互作用，测定了膜上吸附的腺嘌呤的量。结果表明，腺嘌呤通过互补氢键选择性吸附在引入尿嘧啶的凝胶膜内，且吸附量受pH值影响较大。 3.核碱基通过氢键强相关凝胶膜的上坡运输利用pH变化作为外部刺激，动态控制引入尿嘧啶的凝胶膜和核碱基之间的互补氢键以克服浓度梯度进行强相关上坡运输。结果表明，只有与尿嘧啶形成互补氢键的腺嘌呤被向上运输，这可以通过氢键介导的运输机制来解释。