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。

在这项研究中，将侧链上具有成色组的螺旋肽引入脂质双层中，以及发色基的光敏作用，螺旋施旋物的出色电子传递能力或偶极矩引起的电子传递效果，用于在该分子系统中构建一个方向膜片的分子系统，以构建材料的分子系统，以效率iS androns-ranon-Electaly Electron-Electron-Electron-Electron-Electron-Electron-Electron ricatikity Electron rication forication Electron。 During this research period, self-assembled monolayer (SAM) was prepared on a gold substrate using a 3_<10>-helical peptide 9mer with tryptophan or naphthylalanine for every three residues and disulfide at the terminal, and in detail the effect of the three linearly arranged chromogenic groups (indole or naphthyl groups) on the electron transfer reaction via the peptide membrane.每种螺旋肽都是通过液相方法合成的。还合成了只有一个成色组作为参考化合物的螺旋肽。从圆形二科主义光谱中发现，所得的螺旋肽在溶液中采用3_ <10>螺旋结构。通过将二硫键与黄金结合在一起，将这些肽固定在金底物上以制备SAM。红外反射率吸收光谱和环状伏安法表明，螺旋肽分子在近乎垂直的底物方向上定向，形成了密集的膜。此外，由于三乙醇胺水溶液中的SAM光照射，这是电子供体，这是由电子从三乙醇胺转移到金表面引起的光阳性电流。 In these membranes, about seven times more photocurrent was generated than that of the reference peptide SAM, which only has one chromogenic group, so it was revealed that the chromogenic groups arranged in a linear manner not only serve as photosensitizing groups, but also as hopping sites for electron transfer or excitation energy transfer, and significantly accelerate photoelectron transfer reactions through the peptide membrane.