ガラス基板上での多段階反応を利用する機能集積型ナノケミカルプローブの開発研究

利用玻璃基板上的多步反应研究和开发功能集成的纳米化学探针

基本信息

批准号：
05J08495
负责人：
高橋大介
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J08495/
关键词：
ケミカルバイオロジーナノテクノノジーコンビナトリアルケミストリーオリゴ糖マイクロアレーケミカルプローブスペーサー 2量化ナノテクノロジーマイクロアレイオリゴサッカライド相互作用チオアルキル化コンカナバリンA ハイブリダイゼーション

项目摘要

近年、生体高分子のセンシングや構造活性相関の解明を行う上で、生物活性低分子の構造を含む機能性低分子(ケミカルプローブ)が利用されている。また、物質をナノサイズで制御し固体表面の微細加工を可能にする技術(ナノテクノロジー)急激に発展している。そこで、これらの技術を融合し固体表面上に機能性分子を高密度に集積化したナノケミカルプローブを創成できれば、様々な機能を有するチップが合成でき得ると考えた。前年度までに、糖鎖プローブをガラス表面上に固定化するチオアルキル化反応の開発に成功し、特異的な糖鎖一タンパク質問相互作用を良好な感度で観測可能な2次元および3次元マイクロアレイの合成に成功している。本年度は、種々の糖鎖プローブを基板上に固定化すべく、糖鎖プローブの迅速かつ簡便な合成法の確立を目指し研究を行った。上記した目的を達成する上で困難と予想された点は、無保護糖およびエチレングリコールスペーサー部位が親水性であるため高極性であり、合成上の取り扱いが困難であるということである。そこで、高極性化合物の取り扱いを容易にし、多種類の化合物の並列合成に適している固相合成法を利用するにした。まず、固相合成法の確立を目指しスペーサーの長さ(4種類)の異なるα-マンノシドプローブの固相合成を行った。その結果、固相上における2量化反応を鍵反応とする固相合成法の開発に成功し、目的とする4種類のα-マンノシドプローブを良好な収率で合成することに成功した。続いて、β-ガラクトシド、β-ラクトシドの2種類、スペーサーの長さ(n=0,1,2,3)4種類から成る組み合わせ8種類の並列合成について検討した。その結果、全8種類中、計7種類の合成に成功した。

近年来，含有生物活性小分子结构的功能性小分子（化学探针）已被用于传感生物聚合物和阐明构效关系。此外，能够实现物质纳米级控制和固体表面微细加工的技术（纳米技术）正在迅速发展。因此，我们认为，如果能够将这些技术结合起来，在固体表面制造出功能分子高度密集集成的纳米化学探针，就能够合成具有各种功能的芯片。去年，我们成功开发了将聚糖探针固定在玻璃表面的硫烷基化反应，并成功合成了能够以良好的灵敏度观察特定聚糖-蛋白质相互作用的二维和三维微阵列。今年，为了将各种糖链探针固定在基质上，我们进行了旨在建立快速、简单的糖链探针合成方法的研究。实现上述目标的预期困难在于未受保护的糖和乙二醇间隔基部分是亲水性的，因此具有高极性，使得它们难以合成处理。因此，我们决定采用固相合成，这有利于高极性化合物的处理，适合多种类型化合物的平行合成。首先，为了建立固相合成方法，我们进行了具有不同间隔基长度（4种）的α-甘露糖苷探针的固相合成。结果，我们成功开发了一种以固相二聚反应为关键反应的固相合成方法，并成功以良好的收率合成了目标四种α-甘露糖苷探针。接下来，我们研究了由两种β-半乳糖苷和β-乳糖苷以及四种间隔基长度（n = 0、1、2、3）组成的八种组合的平行合成。结果，我们成功合成了 8 种类型中的 7 种。