Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

ポルフィリン / リポソーム / 静電相互作用 / 活性酸素種 / 触媒 / 不近化 / 表面修飾 / ナノ粒子 / リボソーム / スルホニウム塩 / 界面 / 不均化反応

本研究は、脂質二分子膜小胞体の表面に金属錯体からなる機能部位を構築すること、これを活性点とする擬不均一系触媒反応を開拓することを目的とした。
具体的には、各種カチオン性金属ポルフィリンがアニオン性リポソームの親疎水表面に固定されることを幅広く実証し、これが基質との反応に対する不均一系触媒として働く例を確立した。
1)ポルフィリンのアルキル鎖長の検討:メソ位チエニル基置換ポルフィリンを原料とする簡単なスルホニオポルフィリンの合成について検討した。チオフェンのアルキル化を予備的な知見として、アルキルチオフェニウム塩が得られる反応を幅広く拡張し、これをポルフィリンを始めとする環状π共役系化合物および配位子に適用して効率よく目的化合物の合成に成功した。
2)集合体の構造と安定度の検討:得られたカチオン性ポルフィリンをはじめとする環状π共役系の立体構造と二分子膜形成分子との親和性や相互作用の機構は、スペクトルを駆使して確認・実証した。
3)カチオン性ポルフィリン担時リポソームの合成:合成されたカチオン性錯体とリポソームの複合系構築を目的として、長鎖アルキル脂肪酸塩とのイオンコンプレックスを形成させ、リポソームに導入した。錯体部の溶媒和構造や局所誘電率を解析することにより、リポソーム表面における擬不均一系触媒反応の開拓、リポソームに担持された錯体の触媒機能などを幅広く解明した。
4)ポルフィリン修飾リポソームを用いて、酸素および活性酸素種が関与する様々な反応を解明し、特に触媒的にヒドロキシラジカルを発生する反応系を利用して、当該リポソームの生理作用を明らかにした。

酸素(O_2)の活性化 / 活性酸素種 / ス-パ-オキシドジスムタ-ゼ / 大環状ポリアミン配位子 / ヘム様機能 / ブレオマイシン / モデル配位子 / 触媒 / 大環状テトラアミン / コバルト(II)錯体 / 1:1酸素付加体 / 大環状トリアミン / 銅(II)錯体 / SOD様活性

分子状酸素(O_2)の活性化(或いは活性酸素種の不活性化)機能が期待される新規大環状ポリアミン配位子をデザイン、合成した。特に、イミダゾ-ル基をペンダントにもつ環状テトラアミン、トリアミンは、それぞれヘム様機能、ス-パ-オキシドジスムタ-ゼ様機能構築配位子として興味深い性質が明らかとなった。
我々がデザインした大環状ジオキソペンタアミンのNi(II)錯体は、水溶液中常温で1:1O_2付加体をつくり、O_2を活性化することが、我々によって発見されている。この詳細な反応機構解明はNi(II)錯体の不安定等困難にあい、低迷していた。つい最近、我々は安定なNi(II)前駆体を定量的に結晶として単離することに成功した。このbreakthroughによって近い将来Ni(II)錯体によるO_2活性化機構解明が明らかになるであろう。
ブレオマイシンは、O_2活性化機構によって、ガン細胞を殺すことが知られている抗生物質である。活性中心金属として、鉄(II)以外に銅(I)もあり得るかどうか長い間世界中の学会論争の的であった。この問題に決着をつけることと、更に新しいO_2活性化医薬品開発のため、ブレオマイシンのモデル配位子2つを合成した。このアプロ-チ法により、銅(I)錯体には2種類の異性体が存在し、そのうちの1つだけがO_2活性化能を有することを明らかにし、長い間の論争に決着をつけることになった。本研究の発展により、新たなO_2活性化試薬、触媒、医薬品開発につながることが期待される。

【研究分担者】
湯浅真	東京理科大学	理工学部	教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
塩谷光彦	岡崎国立共同研究機構	分子科学研究所・錯体化学実験施設	助手	(Kakenデータベース)
小池透	広島大学	医学部	平成1. 縲怩W月講師	(Kakenデータベース)