ヘリックスペプチドを用いた膜透過型電子移動システムの構築

使用螺旋肽构建跨膜电子转移系统

• 批准号: 14750694
• 负责人: 森田 智行
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750694/
• 关键词: ヘリックスペプチド; ダイポールモーメント; ナフチル基; トリプトファン; 電子移動; エネルギー移動; 光電流発生; ポリエチレングリコール; ダイポールモーメントル; 二分子膜; 光電子移動

本研究では、側鎖に発色基を有するヘリックスペプチドを脂質二分子膜に導入し、発色基による光増感作用と、ヘリックスプチドの優れた電子伝達能、あるいはダイポールモーメントによる電子移動加速効果を利用して、方向性をもった膜透過型電子移動が効率よく起こる分子システムの構築を目的としている。今研究期間においては、3残基ごとにトリプトファンあるいはナフチルアラニンを有し、末端にはジスルフィドを有する3_<10>-ヘリックスペプチド9量体を用いて、金基板上に自己組織化膜(self-assembled monolayer:SAM)を調製し、一直線上に配列した3つの発色基(インドール基あるいはナフチル基)が、ペプチド膜を介した電子移動反応にどのような影響を与えるかについて詳細に検討した。各ヘリックスペプチドは液相法により合成を行った。また、参照化合物として発色基を1つだけ有するヘリックスペプチドも合成した。得られたヘリックスペプチドは溶液中で3_<10>-ヘリックス構造をとることが円二色性スペクトル測定からわかった。ジスルフィド基と金との結合により、これらのペプチドを金基板上に固定化しSAMを調製した。赤外反射吸収スペクトル測定とサイクリックボルタンメトリーより、ヘリックスペプチド分子は基板に対して垂直に近い配向をとり稠密な膜を形成していることがわかった。また、電子ドナーであるトリエタノールアミン水溶液中で、SAMを光照射した結果、トリエタノールアミンから金表面への電子移動に起因する光アノード電流が効率よく発生した。これらの膜では、発色基を1つしかもたない参照ペプチドのSAMに比べ、7倍程度の光電流が発生したことから、一直線上に配列した発色基は光増感基としてだけでなく、電子移動あるいは励起エネルギー移動のホッピングサイトとして機能し、ペプチド膜を介した光電子移動反応を顕著に加速することが明らかとなった。

在本研究中，我们将侧链带有显色基团的螺旋肽引入到脂质双层膜中，利用显色基团的光敏效应、螺旋肽优异的电子传递能力、或由于显色基团的电子传递加速效应而产生的电子传递加速效应。目的是构建一个有效发生定向跨膜电子转移的分子系统。在当前的研究阶段，我们使用3_<10>-螺旋肽九聚体，每三个残基上有色氨酸或萘丙氨酸，末端有二硫键，在金基底上形成自组装膜（SAM）。 ）并详细研究了直线排列的三个成色基团（吲哚或萘基）如何影响通过肽膜的电子转移反应。通过液相法合成各螺旋肽。我们还合成了一种仅具有一个显色基团的螺旋肽作为参考化合物。圆二色光谱显示所得螺旋肽在溶液中具有3_ 10 -螺旋结构。 SAM 是通过将二硫基团与金结合而将这些肽固定在金基质上而制备的。红外反射吸收光谱和循环伏安法表明，螺旋肽分子几乎垂直于基底取向，形成致密的薄膜。此外，当在作为电子供体的三乙醇胺的水溶液中用光照射SAM时，由于电子从三乙醇胺转移到金表面，有效地产生了光阳极电流。这些薄膜产生的光电流比仅具有一个发色基团的参考肽SAM高约7倍，表明呈直线排列的发色基团不仅是光敏剂，而且还具有电子敏化剂的功能。用于转移或激发能量转移的跳跃位点，并显着加速通过肽膜的光电子转移反应。