(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポルフィリンペプトイド複合体(Porphyrin Peptoid Conjugates)は、ポルフィリンとペプトイドからなり、
（ａ）前記ポルフィリンは、以下の化学式１の構造を含み、
（ｂ）前記ペプトイドは、相互異なる第１モノマーと第２モノマーを含み、
前記第１モノマーは、キラル性(chirality)１-フェニルエチルアミンであり、
前記第１モノマーは、線状(linear)に繰り返し連結され、
前記第２モノマーは、１,４-ジアミノブタンを含む、
ポルフィリンペプトイド複合体。
【化１】
0005907936.tif 000004
【請求項２】
前記第１モノマーは、(S)-(-)-１-フェニルエチルアミンであり、
前記ペプトイドは、螺旋形構造である
請求項１に記載のポルフィリンペプトイド複合体。
【請求項３】
前記ポルフィリンは、前記ペプトイド螺旋上に対向配列され、
前記ポルフィリン間の間隔を６Å〜１２Åに調節できる
請求項２に記載のポルフィリンペプトイド複合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポルフィリンの、正確に定義された対面型(cofacial)、スリップ対面型(slipped-cofacial)及び非組織化(unstructured)配列を構成するためのスキャフォールディング材を含むポルフィリンペプトイド複合体(Porphyrin Peptoid Conjugates)を提供しようとする。
【背景技術】
【０００２】
自然的に発生する色素類であるポルフィリンは、これらの興味深い光物理的及び化学的特性から活発に調査されてきた。ポルフィリンの適切な配列は、センサーから新しい光電子物質までの範囲に応用するための多数の興味深い分子となるので、定義されたオリゴマーポルフィリン配列を構成するための、特に天然光合成アンテナシステムを模倣するための多くの努力がなされた。自然は集光複合体(LHCs、light-harvesting complexes)から最適に組織化された色素を利用するので、ポルフィリン染料の配列に対する高いレベルの制御が、人工LHCsから所望の光電子特性を提供するために要求される。いくつかの人工LHCsは、配列でポルフィリンモノマー間の励起子相互作用の程度を反映する明確な視覚的な特性を示す。
【０００３】
今まで、ポルフィリン間の相互作用に対する殆どの研究は、直交方式で配列された２つのπ平面に集中した(すなわち、ポルフィリンは同一平面上にある)。対照的に、おそらく効果的なスキャフォールディング材(scaffolding material)及び合成可能性の不足により、ポルフィリンの対面配列はあまり調査されていなかった。ペプチド、核酸、ウイルス、オルガノゲル、合成ポリマー及びデンドリマーは、ポルフィリン染料を表出するためのスキャフォールドとして用いられたが、ポルフィリンの位置及び相対配向を正確に制御でき、ポルフィリンの対面配列を提供できるスキャフォールディング材を用いる研究は、まだなされていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ポルフィリンの、正確に定義された対面型(cofacial)、スリップ対面型(slipped-cofacial)及び非組織化配列を構成するためのスキャフォールディング材を含むポルフィリンペプトイド複合体を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
距離、配向及び数が制御されたポルフィリンペプトイド複合体(PPCs)を効果的に合成した。ポルフィリンの対面型(１、２及び４)、スリップ対面型(３)及び非組織化(５)配列は、UV-vis及び円偏光二色性分光法によって特徴化された明確な視覚的及び電子的特性を提供する。また、ECCDスペクトラムによりペプトイドの螺旋方向を確認した。
【発明の効果】
【０００６】
本願発明者らは、ポルフィリンの、正確に定義された対面型、スリップ対面型及び非組織化配列を構成するためのスキャフォールディング材として、ペプトイド螺旋を使用した。J-凝集、色変化及びポルフィリン間の励起子結合の程度は、距離、配向及び数が制御されたポルフィリンペプトイド複合体によって調節することができる。また、分光及びメカニズム研究は現在進行中であり、結局、本願発明者らは、本研究が人工光合成複合体の設計に新しい洞察力を提供できると予想する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
ペプトイドは、オリゴ-N-置換グリシンバックボーンを基にするペプチド模倣ポリマー類である。ペプトイドの化学構造は、側鎖がR炭素の代わりにバックボーンアミド窒素に付着する点でペプチドの化学構造と異なる。バイオインスバイアード材料として、ペプトイドは単分散及びシーケンスが特異的であるから、鎖長、側鎖機能性及びモノマーシーケンスの正確な制御が可能である。一方、非自然発生的第３アミド結合は、これらの自然発生的対応物と比較して、これらを蛋白質分解に対抗して高い安定性を有するようにする。ペプトイドオリゴマーは、従来の固相ペプチド合成技術を利用して〜５０モノマーまで容易に合成される。このようなペプトイドオリゴマーは、Rキラルの側鎖が含まれる場合、局所立体及び電子相互作用によって誘導され、正確に定義された螺旋形構造を形成することができる。このようなペプトイド螺旋形の立体配列は、およそ６.０Åのピッチの長さで１回転当り３つの残基(すなわち、螺旋回転は３つの残基ごとに繰り返される)の周期性を示す安定したポリプロリンタイプ-I-類似構造が特徴である。ペプトイドのこのような独特の構造的特性は、カチオン充電、金属バインダー、触媒的活性部位及びステロイドホルモンのような官能基の位置-特異的表出を可能にすることで、新しい機能的分子の生成に役立つことが立証された。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
ペプトイドは、オリゴ-N-置換グリシンバックボーンを基にするペプチド模倣ポリマー類である。ペプトイドの化学構造は、側鎖がR炭素の代わりにバックボーンアミド窒素に付着する点でペプチドの化学構造と異なる。バイオインスバイアード材料として、ペプトイドは単分散及びシーケンスが特異的であるから、鎖長、側鎖機能性及びモノマーシーケンスの正確な制御が可能である。一方、非自然発生的第３アミド結合は、これらの自然発生的対応物と比較して、これらを蛋白質分解に対抗して高い安定性を有するようにする。ペプトイドオリゴマーは、従来の固相ペプチド合成技術を利用して〜５０モノマーまで容易に合成される。このようなペプトイドオリゴマーは、Rキラルの側鎖が含まれる場合、局所立体及び電子相互作用によって誘導される、正確に定義された螺旋形構造を形成することができる。このようなペプトイド螺旋形の立体配列は、およそ６.０Åのピッチの長さで１回転当り３つの残基(すなわち、螺旋回転は３つの残基ごとに繰り返される)の周期性を示す安定したポリプロリンタイプ-I-類似構造が特徴である。ペプトイドのこのような独特の構造的特性は、カチオン充電、金属バインダー、触媒的活性部位及びステロイドホルモンのような官能基の位置-特異的表出を可能にすることで、新しい機能的分子の生成に役立つことが立証された。
【０００９】
バイオミメティック分子設計接近法(biomimetic molecular design approach)を適用することで、本願発明者らの目的は、光増感剤の多様な配列に応じてエネルギー伝達現象を研究し、ペプトイド螺旋(peptoid helice)上に表出された光増感剤の配列を構成することにある。いずれは、本願発明者らはペプトイド螺旋上のポルフィリン対面配列に対する効果的な合成法を本願に提示する。
【００１０】
他の自然または合成ポリマーと異なって、ペプトイド螺旋は溶媒及び温度のような多様な条件において独特の安定性及び正確に定義された構造的特徴を示し、優れたスキャフォールディング材を提供する。図１に示されたように、本願発明者らは、ポルフィリン(１〜４)の正確に定義された距離、配向及び数を有する４つのポルフィリンペプトイド複合体(PPCs)を設計した。
【００１１】
距離依存性は、離れている２つのポルフィリン間の位置の１ピッチ(１)及び２ピッチ(２)を有するPPCsを比較してテストすることができる。さらに、変形された配向で２つのポルフィリン(３)、１つの面上に３つのポルフィリン(４)及び１つの非組織化類似体(５)を用意した。予備分光器を利用した研究、例えばUV-vis及び円偏光二色性(CD)分光器によって、PPCsの興味深い特性を明らかにした。構造的に正確に定義されたPPCsは、ポルフィリンの光電子的特性を理解し、かつ人工LHCを開発するための有用なプラットホームを提供するだろう。
【００１２】
CD分光研究用の５つのPPC(１〜５)及び対応する対照ペプトイド(６〜９)のシーケンス及び構造を図２及び表１に示した。
【００１３】
表１は、ポルフィリンペプトイド複合体(１〜５)及びこれらの対照ペプトイド(６〜９)のシーケンス及び構造を示す。
【００１４】
【表１】
0005907936.tif 000002
【００１５】
ペプトイドノナマー(nonamer)及びドデカマ(dodecamer)は、サブモノマープロトコルによるマイクロ波を用いた固相合成法で合成した。複合体１〜４において、α-キラル側鎖Nspe(または(S)-(-)-１-フェニルエチルアミン)は螺旋フォールド(helical fold)を誘導するために使用し、Nlys(または、１,４-ジアミノブタン)はポルフィリン複合位置に含まれた。５を得るために、Npm(または、ベンジルアミン)をNspeの代わりに使用した。所望のシーケンスに到達すると、N-末端アミンをアセチル化した後、メトキシトリチル(Mmt)基をジクロロメタン中の０.７５％TFAの反復処理によって脱保護した(図３)。
【００１６】
テトラフェニルポルフィリン(TPP)カルボン酸(または、５-(４-カルボキシフェニル)-１０,１５,２０-トリフェニルポルフィリン)は、Lindseyのプロトコル(Lindsey’ protocol)によって製造した。まず、TPPカルボン酸を樹脂結合された第一級アミンに結合させることを、HATU/DIEAシステムによって試みたが、収率が低く観察された。なお、本願発明者らがN-ヒドロキシコハク酸イミド(NHS)エステル/DIEA結合法を利用したところ、成功的にポルフィリン複合体を得ることができた。TPP-NHS(または、５-(４-カルボキシフェニルスクシンイミジルエステル)-１０,１５,２０-トリフェニルポルフィリン)の構造を図３に示す。すべての未精製ペプトイドは予備逆相HPLCによって>９７％の純度に精製し、モル質量はESI-MSによって確認した(表２)。
【００１７】
表２は、１〜９のESI-MSの結果を示す。
【００１８】
【表２】
0005907936.tif 000003
【００１９】
観察された質量は、断片ではなく二重電荷(２H+)または三重電荷(３H+)ピークであった。以下、詳しく説明する。
【００２０】
＜方法＞
シリカゲル６０(２３０〜４００メッシュ、Merck，Darmstadt，Germany)にてフラッシュカラムクロマトグラフィーを行った。予めアルミニウムが背面にプレコートされたTLCシート(precoated aluminum-backed TLC sheets、シリカゲル６０F２５４、EMD Millipore，Billerica，MA，USA)上で薄膜クロマトグラフィーを行った。化合物をUV/VISランプまたはニンヒドリンスプレー試薬(エタノール中のニンヒドリン２％(w/v))によって可視化した。すべての試薬及び溶媒は、Sigma-Aldrich、Novabiochem及びAcros Organicsで購入した。なお、特に限定がない限り、これらは追加精製なしに用いられた。ペプチド合成等級DMF及び無水DCM(>９９.８％)を、それぞれペプトイド合成及び複合反応に使用した。N,N'-ジイソプロピルカルボジイミドは、Advanced ChemTech(KY，USA)で購入した。減圧下で標準回転式エバポレーターで溶媒を蒸発させ、ペプトイドの最終生成物は、２回の減圧下で凍結乾燥により残留TFAを除去した。
【００２１】
円偏光二色性スペクトラムは、２５℃でJasco model-８１０
分光偏光計(Jasco，Inc.，Easton，MD，USA)にて記録した。測定の前、試料を５０μM濃度のCH３CN中に溶解させた。CDスペクトラムは、経路の長さが１mmの石英キュベット中で得られ、２秒の反応時間及び２０nm/分の走査速度で１nmずつ増加させながら、ペプトイド(６〜９)用としては１９０〜２６０nmにより、またはポルフィリンペプトイド複合体(１〜５)用としては１９０〜５００nmにより記録された。各試料に対し、３回の走査実施してその平均を出した。データは、ペプトイド中の１つの主鎖アミド当りで計算された残基当りのモル楕円率(deg cm２/dmol)で表示した。
【００２２】
UV/VisスペクトラムをUltrospec２１００ pro UV/Vis 分光光度計(GE healthcare，Buckinghamshire，UK)にて観察した。経路の長さが１mmの石英キュベットを使用した。試料をCH３CN中に溶解し、CH３CNの吸光度をブランク(blank)として使用した。多様な濃度の試料を１.０mM保存溶液の連続希釈により用意した。より低い濃度の保存溶液(０.４mM)を４及び５用に使用した。吸光度の測定範囲は３００〜７００nmであった。
【００２３】
＜ポルフィリン複合体の合成＞
５-(４-カルボキシフェニル)-１０,１５,２０-トリフェニルポルフィリンN-ヒドロキシコハク酸イミドエステル(またはTPP-NHSエステル)の合成
【００２４】
まず、５-(４-カルボキシフェニル)-１０,１５,２０-トリフェニルポルフィリンの合成をAdlerのプロトコル(Adler's protocol)により試みた。しかし、Fungoなどが注目したように、反応試案は収率を低下させる不溶性タールを発生させると共に、プロピオン酸を除去し難いことから取り扱いが厄介である。従って、本願発明者らは、より効果的であると確認されたLindsey法(Lindsey's method)を利用した。乾燥した丸底フラスコに、４-ホルミル安息香酸(１g、６.６６mmol)、ベンズアルデヒド(２.０３ml、１９.９８mmol)及びピロール(１.８５ml、２６.６４mmol)を充填した後、CHCl３(０.７５％エタノール２８０ml 、Sigma Aldrich製)を添加した。前記混合物に、BF３O(Et)２(０.８１８ml、６.６６mmol)滴下しながら添加した。フラスコをゴム隔膜で密封し、混合物をN２雰囲気下、常温で１時間攪拌した。１時間後、２,３-ジクロロ-５,６-ジシアノ-１,４-ベンゾキノン(DDQ、４.５４g、１９.９８mmol)を添加し、酸化反応を１時間維持した。反応は、トリエチルアミン(１.３９ml、９.９９mmol)を徐々に添加して終わらせ、反応混合物をさらに３０分間攪拌した。混合物を減圧下で濃縮し、得られたブドウ色の残留物を短いシリカゲルプラグによって精製して５-(４-カルボキシフェニル)-１０,１５,２０-トリフェニルポルフィリン(DCM:MeOH=２０:１、Rｆ=０.３)とした。テトラフェニルポルフィリンのモノカルボキシレートの形態は、単一シリカゲルクロマトグラフィーによっては完璧に純粋な形態で得られなかった。反復精製の代わりに、本願発明者らは次の工程によりシリカゲルクロマトグラフィーで容易に精製できるエステルを提供した。
【００２５】
乾燥した丸底フラスコに、N-ヒドロキシコハク酸イミド(５６.７mg、０.４９３mmol)、N,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド(１０１.７mg、０.４９３mmol)及び精製された５-(４-カルボキシフェニル)-１０,１５,２０-トリフェニルポルフィリン(およそ１３０mg)を添加し、それからジクロロメタン(６mL)を添加した。その後、ピリジン(０.０４０ml、０.４９３mmol)及び数個の４-ジメチルアミノピリジンをフラスコに添加した。混合物を常温で一夜攪拌した。その後、混合物を回転式エバポレーターにより蒸発させ、残留物をフラッシュカラムクロマトグラフィー(DCM１００％、Rｆ=０.３５)にて精製した。TPP-NHSエステルを２ステップにかけておよそ１５％収率の紫色フィルムとして得られた。スペクトラムの結果は上記記録されたものと一致した。
【００２６】
＜ペプトイドの合成手順＞
手動合成(manual synthesis)及びマイクロ波加熱により、ペプトイドモノマー及びドデカマを樹脂ビーズ上で固相サブモノマー法により合成した。光ファイバー温度計及び電磁撹拌機が装着されたCEM MARSマルチモードマイクロ波反応器を利用した(CEM Corp.，Matthews，NC，USA)。光ファイバー温度計を反応混合物に配置し、溶液を攪拌しながら、以下のような異なる反応条件で調査した。すべてのマイクロ波反応は大気圧で行った。Fmoc-RinkアミドMBHA樹脂(０.５９mmol/g、Novabiochem、San Diego、CA、USA)を用いてC末端アミドペプトイドを生成した。Fmoc脱保護の後、モノマーはそれぞれ、一連のブロモアセチル化及び第一級アミンによる臭化物の置換によって添加した。所望のペプトイドシーケンスが得られるまで、適切な第一級アミンを用いてこのような２ステップを繰り返した。ペプトイドオリゴマーのN-末端のアセチル化は、DMF中の超過量無水酢酸(５０当量)及びピリジン(５５当量)を添加して行った。通常的に０.２５mmol反応規模を用いた(樹脂０.４２g)。Fmoc脱保護において、Fmoc-Rinkアミド樹脂は常温で６０秒の間、及び８０℃(マイルロ波、６００W max power、ランプ２分)で２分間、DMF(各５mL)中の２０％(v/v)のピペリジンで２回処理した。ブロモアセチル化において、ブロモ酢酸(４.１８mL、DMF中の１.２M、５mmol)及びN,N'-ジイソプロピルカルボジイミド(０.７８mL、５mmol)を添加し、反応混合物を攪拌して、３５℃(マイクロ波、４００W１５％のパワー、ランプ０.５分)で２分間調査した。置換ステップにおいて、(S)-N-(１-フェニルエチル)グリシン(Nspe、５mL、NMP中の２.０M、１０mmol)、ベンジルアミン(Npm、５mL、NMP中の２.０M、１０mmol)あるいはモノ-Mmt保護１,４-ジアミノブタン(NLys(Mmt)、５mL、NMP中の１.０M、５mmol)を所望のペプトイドシーケンスによる第一級アミンとして使用した。混合物を攪拌し、９５℃(マイクロ波、４００W７５％のパワー、ランプ２分)で１.５分間調査した。各ステップの間に、DMF及びDCMより樹脂を完全に洗浄した。N-末端アセチル化は無水酢酸(１.２mL、１２.５mmol)及びピリジン(１.１mL、１３.７mmol)を、DMF(１.５mL)中の樹脂結合ペプトイドに添加して行った。反応は常温で２時間維持した。
【００２７】
＜ポルフィリンペプトイド複合体の合成＞
ポルフィリン複合反応の前に、Mmt脱保護を０.７５％TFA(DCM:TIS:TFA=９４.２５:５:０.７５)で樹脂結合ペプトイドを処理して実施した。樹脂に０.７５％のTFA溶液(６ml)を添加し、常温で２分間連続攪拌した。オレンジ色の溶液を排水した後、樹脂をDCMで洗浄した。各ステップを５回繰り返した。その後、脱保護アミンを、上記製造したTPP-NHSエステルを用いてテトラフェニルポルフィリン(TPP)と結合させた。通常的に、１つのアミン当りに１.５当量のTPP-NHSエステルを使用した。樹脂結合及びMmt脱保護ペプトイド(０.０６２５mmol)を、初めてDCM(４mL)及びDIEA(０.１５mL)溶液により１分間洗浄して残留TFAを除去した。樹脂にDCM(７mL)中のTPP-NHSエステル(１５０mg、０.２０mmol)を添加した後、DIEA(０.０７mL、０.４０mmol)を添加した。カートリッジを密封し、反応はN２雰囲気下で一夜攪拌した。反応混合物を排水し、樹脂をDMF及びDCMで完全に洗浄した。樹脂からの分裂は、分裂液(cleavage solution)(DCM:TFA:triisopropylsilane:H２O=５０:４５:２.５:２.５)により常温で１０分間実施した。分裂反応の後、溶液を２０μの疎水性ポリエチレンフリット(Applied separations，Allentown，PA，USA)を備えた固相抽出(SPE)カートリッジでろ過した。ろ過溶液を凍結乾燥し、未精製ペプトイドをCH３CN中に溶解させ、分析用HPLC及びESI-MSにより分析した。
【００２８】
＜HPLC条件＞
図４は２２０nmにおいてUV検出による１〜５のHPLCクロマトグラムであり、図５は２２０nmにおいてUV検出による６〜９のHPLCクロマトグラムである。
【００２９】
分析用HPLCは、C１８カラム(SunFire C１８、４.６×２５０mm、５μM)のウォーターズHPLCシステム(Waters 2489 UV/Visble Detector, Waters 1525 Binary HPLC Pump, Waters 2707 Autosampler, and Waters 5CH column oven)上で行った。カラムオーブン温度を４０℃に設定した。移動相を以下のように使用した。
(A：水+０.１％TFA；B：CH３CN+０.１％TFA)
【００３０】
５分間B３０％使用、２０分間１００％Bへの線形勾配、及び次は１５分にかけて１００％B維持した。流速は１mL/分とした。試料純度を２２０nmでの吸光度でモニタリングした。ペプトイドを、流速１４mL/分、C１８カラム(SunFire C１８、１９×１５０mm、５μM)を有する予備HPLCシステム(Waters prepLC system、Waters２４８９UV/Visible Detector、Waters fraction collector III)によて精製した。試料の溶出は、吸光度によって２２０及び２５４nmでモニタリングした。生成物画分(product fraction)の純度を分析用HPLCによって確認した。各画分は、Agilent６１３０シングル四重極形質量分析計(QMS；Applied Biosystems)上で実施するLC/MSによってさらに分析した。純粋な生成物(>９７％純度)を含有する画分物を集め、凍結乾燥して-８０℃に保管した。
【００３１】
図６は、１〜５のUV-vis吸収スペクトラムである。TPP-ME(５-(４-メトキシカルボニルフェニル)-１０,１５,２０-トリフェニルポルフィリンまたはテトラフェニルポルフィリンメチルエステル)をポルフィリンモノマー対照群として使用する。(a)アセトニトリル中の１００μM。(b)アセトニトリル中の１の濃度の増加に伴いQ-バンドが増加する。(c)濃度は１の色変化に応じて変化する。
【００３２】
TPP-MEのようなポルフィリンモノマーに類似して、全てのPPCsのUV vis吸収スペクトラムは、λmax４１０〜４１５nmで強いソーレーバンド及びλmax６４５〜６５０nmでQ-バンドを示す(図６a)。１〜４のソーレーバンドは著しく広い。特に４００及び７００nmの間のノンゼロ(nonzero)吸収係数は４で観察され、広いスペクトラム域にわたり集光性が有利となる。２を除いたすべての複合体は、略４３８nmで長波長側の移動(赤色移動)を示し、このような移動は複合体溶液の濃度の増加とともにより強くなった(図７参照)。Q-バンド域において、略６４０〜６６０nmでより強い吸収が、濃度の増加とともにPPC１で観察された(図６b)。長波長側の移動に依存する濃度は、溶液中のポルフィリンJ-凝集体の通常的証拠を提供し、発色団の遷移双極子モーメントの励起子結合だけでなく端相互作用(edge-to-edge interaction)による自己集合種(self-assembled species)の存在を提示する。興味深いことに、高濃度(１.０mMまで)においても、TTP-MEはそうではないが、PPC２は赤色移動吸収を示さなかった(図７及び８参照)。
【００３３】
１及び３を含有する溶液を稀釈する際に、本願発明者らは緑色から明るい紫色への著しい色変化に気づき(図６c)、これは濃度依存的赤色移動吸収及びJ-凝集体形成に対する可視的証拠を提供する。対照的に、２を含有する溶液は、本発明者が使用したすべての濃度(１.０mMまで)において明るい紫色を維持した。分裂構造(４)及び組織化されていないペプトイドスキャフォールド(５)を有するPPCs(図９a)は、アセトニトリル中で難溶性を示し、さらに低い濃度での４及び５の明るい紫色溶液は、濃度が０.２mM以上に増加すると沈殿物を形成した。
【００３４】
CDスペクトラムは、１９０〜２６０nmで測定し、ペプトイドバックボーンカルボニルn→π*(〜２２０nm)及びn→π*(〜１９２及び２０２nm)移転をモニタリングした(図９a)。予想通りに、ポルフィリン(６〜９)がないペプトイドは、２０２及び２２０nmで２つの負のコットン効果を有するCDシグネチャのような通常のポリプロリンタイプ-I(PPI)を示し、１００％アキラ側鎖を用いたPPC５はネットCD信号(net CD
signal)を示さなかった。螺旋フォールドの維持は、ポルフィリン複合の後１及び３で観察された。特に３のCDスペクトラムは、トランスアミド含有コンフォーマー(conformer)(２０２nm)からの寄与の減少及びシスアミド含有コンフォーマー(２２０nm)からの寄与の増加を示し、これはスリップ対面型ポルフィリン配列が、PPIタイプ螺旋コンフォーマーが増加した集団を提供することを示す。ノナマーと異なり、ドデカマPPCs(２及び４)の構造的分裂程度は、ポルフィリンの数を２つから３つに増加させることで作用することになるポルフィリン複合時に分裂された螺旋形の完全な状態を示した。ポルフィリン分子量は１、３及び４の全体PPCの分子量の略５０％を占めることが興味深い事実であるが、４は単に深刻な構造的分裂を示した。
【００３５】
キラル環境のポルフィリンの空間を貫通する結合(through-space coupling)によって、ポルフィリンのソーレー域でbisignate CDシグネチャ(bisignate CD signature)によって確認された励起子結合円偏光二色性(ECCD)が生じる。図９bに示されたように、このようなECCDスペクトラムは、スプリットコットン効果の強い信号としてPPCs１及び３において観察された。このようなカプレットは、相互作用ポルフィリンの遷移双極子モーメント間のキラリティーを反映する。３つのPPCsは、ECCDが少ないか、または無かった。(１)遠く離れて位置する２つのポルフィリンを有するドデカマPPC２(〜１２Å)。(２)ひどく分裂したペプトイド二次構造を有するドデカマPPC４。(３)組織化されていないペプトイドスキャフォールドを有するノナマーPPC５。
【００３６】
ペプトイドの螺旋方向(handedness)は、PPCsのECCDによって確認することができる。これらのポルフィリン表出螺旋形ポリイソシアニドで記録されるTakeiなどとして、正のCDカプレット(正のパターン対負のパターンは、より長い方からより短い波長に進行する)は右向き螺旋(right-handed helix)を示す。これらの結論は、Nspeサブモノマーからなっているペプトイド螺旋が、ECCDスペクトラムによって確認された右向き螺旋を形成することを発見した、本願発明者らのペプトイドに関する初期研究と完ぺきに一致する。
【００３７】
要約すると、本願発明者らは、ポルフィリンの、正確に定義された対面型、スリップ対面型及び非組織化配列を構成するためのスキャフォールディング材として、ペプトイド螺旋を使用した。J-凝集、色変化及びポルフィリン間の励起子結合の程度は、距離、配向及び数が制御されたポルフィリンペプトイド複合体によって調節することができる。また、分光及びメカニズム研究は現在進行中であり、結局、本願発明者らは、本研究が人工光合成複合体の設計に新しい洞察力を提供できると予想する。
【図１】
0005907936.tif 000005
【図２】
0005907936.tif 000006
【図３】
0005907936.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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