多成分連結反応のためのポリメタル化ペプチド錯体触媒の創製

用于多组分连接反应的多金属化肽络合物催化剂的制备

基本信息

批准号：
04J08401
负责人：
磯崎勝弘
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

集積型金属化合物は精密に制御されたナノ構造に基づく物性を示すことから次世代の機能性材料として注目されており、これまでに自己組織化法を用いて多くの成功が収められている。我々は生体分子であるペプチドの超分子構造を利用して金属を集積化する新たな手法の開発を目的として研究を行ってきた。ペプチド主鎖上に複数の金属が結合したメタル化ペプチドはα-ヘリックスやβ-シートといった立体構造を誘起することで、金属の空間配置が制御された新たなタイプの集積型金属化合物を与えると期待される。そこで、我々はアミノ酸側鎖に金属錯体が共有結合したメタル化アミノ酸を新たに設計し、それらを互いに連結することでメタル化ペプチドの開発を行った。その結果、パラジウム結合型ペプチドが塩素配位子とアミド水素間の分子内水素結合に基づいて特異な立体構造や自己組織化特性を示すことを見出した。具体的には、パラジウム結合型オリゴペプチド(n=2-4)を合成し、溶液中における立体構造を解明した。文部科学省ナノ支援プロジェクトの協力のもと920 MHz NMRを用いたNOESYスペクトル測定によって詳細な配座解析を行った結果、メタル化アミノ酸残基の増加に伴ってトリペプチドではα-ヘリックス、テトラペプチドでは3_<10>-ヘリックスが形成されることを明らかにした。このように短いペプチド鎖でヘリックス構造が誘起されるのは金属錯体を結合したことによって初めて見出された新たな立体構造誘起特性である。また、パラジウム結合型ペプチドが超音波やレーザーといった外部刺激に特異的に応答して自己組織化し超分子ゲルを与えることを見出した。得られたゲルの電子顕微鏡解析やX線粉末解析を行うことで、β-シートに基づく超分子構造が形成されていることを明らかにした。超音波応答性自己組織化に関しては、昨年度の第86回日本化学会春季年会で学生講演賞を受賞するとともに、研究成果をAngewandte Chemieに投稿し、受理された。

集成的金属化合物吸引了作为下一代功能材料的注意力，因为它们基于精确控制的纳米结构表现出物理性能，并且使用自组装方法取得了许多成功。我们一直在研究，目的是使用新方法使用肽的超分子结构（即生物分子）整合金属。在肽主链上结合多种金属的金属肽预计将诱导三维结构，例如α-螺旋和β-折叠，从而导致一种新型的集成金属化合物，其中控制金属的空间排列。因此，我们通过新设计的金属氨基酸开发了金属的肽，其中金属络合物共价结合到氨基酸侧链并将它们连接在一起。结果，发现基于氯配体和酰胺氢之间的分子内氢键基于分子内氢键，钯结合的肽表现出独特的三维结构和自组装特性。具体而言，合成了钯连接的寡肽（n = 2-4），以阐明溶液中的三维结构。通过使用920 MHz NMR进行详细的构象分析，使用920 MHz NMR进行了详细的构象分析，结果揭示了α-螺旋在三肽中形成，在三肽中形成了3_ <10> -Helix，在具有增加金属氨基酸残基的四肽中形成。这种短肽链诱导的螺旋结构是仅通过粘结金属复合物发现的新型构象引起的特性。还发现，钯结合的肽会响应外部刺激（例如超声和激光器）提供超分子凝胶的自组装。通过对所获得的凝胶进行电子显微镜分析和X射线粉末分析，可以发现形成了基于β-折叠的超分子结构。关于超声响应性的自组织，他去年在日本化学学会的第86春季会议上获得了学生讲座奖，他的研究结果被提交给接受的Angewandte Chemie。