課題番号 ：S-16-MS-0028
利用形態 ：協力研究
利用課題名（日本語） ：人工らせん高分子－らせんペプチド複合体の固体NMRによる構造解析
Program Title (English) ：Solid-state NMR analysis of a synthetic polymer-peptide hybrid
利用者名（日本語） ：逢坂　直樹1), 間宮　文彦1), 岩田　欣明1), 西村　勝之2), 八島　栄次1),
Username (English) ：N. Ousaka1), F. Mamiya1), Y. Iwata1), K. Nishimura2), E. Yashima1),
所属名（日本語） ：1) 名古屋大学　工学研究科, 2)分子科学研究所
Affiliation (English) ：1) Nagoya University, 2) Institute for molecular science

１．概要（Summary ）
立体構造の制御された合成高分子であるシンジオタクチックポリメタクリル酸メチル （st-PMMA ）は、トルエン溶液を高温加熱後、室温へ冷却することにより、らせん構造を形成しゲル化する。さらに、本スキームにおいてフラーレン（C60 ）を共溶解させることにより、st-PMMAの形成するらせん空孔内にC60が包接された錯体を形成することを見出している。本研究では、C60をキャリヤーとして用い、st-PMMAらせんの内部空孔へのらせんペプチド鎖の包接を試みた。調製した試料のらせん複合体形成の正否について、固体核磁気共鳴法(NMR)を用いた分子状態解析に基づく検証を試みた。H25, および26年度に同様な測定を行ったが、その後、試料のC60の一部が酸化されていることが判明し、本年度再測定を行った。
２．実験（Experimental）
らせん構造の形成が期待されるAib含有ペプチドを有するC60誘導体を合成、単離精製した。st-PMMAと同ペプチド誘導体をトルエン溶液中で高温加熱後、室温へ冷却することにより、ペプチド-C60誘導体がst-PMMAらせんの内部空孔に包接された分子複合体の調製を試みた。全ての固体NMR測定は、分子科学研究所、機器センターBruker社製Avance600NMR分光器、2.5　mm magic angle spinning (MAS) 1H-13C-15N３重共鳴プローブを用いて行った。核試料について、1次元13C CPMAS、および接触時間が60μsおよび2 msの条件下で1H-13C 2次元固体異種核相関NMRを行った。温度調節器を用いて、試料の正味の温度が25 ℃となるように冷却圧縮空気を適用して行った。
３．結果と考察（Results and Discussion）
st-PMMA、ペプチド-C60誘導体、および、それらの複合体試料の１次元13C-CPMAS固体NMRスペクトル、および接触時間60μsの 1H-13C 2次元固体異種核相関NMRスペクトルの解析から、1Hおよび13C信号の帰属を行った。13C-CPMAS固体NMRのスペクトルの比較から、ペプチド-C60誘導体のst-PMMAのらせん空孔への包接を示唆するC60由来の13C信号の変化が観測された。さらに、複合体試料の接触時間2 msの1H-13C 2次元固体異種核相関NMRスペクトルにおいて、st-PMMAのメチレン、メトキシ基由来の1HとC60由来の13Cの間で4 Åを上限とする1H-13C分子間相関信号を観測した。本結果から、複合体中で、st-PMMAとペプチド-C60誘導体分子が近接して存在していることが判明した。さらに、分子配座の関係から、ペプチド-C60誘導体がst-PMMAらせんの内部空孔に包接された状態でのみ、このような相関信号が観測しうることが判明した。以上の解析から、同分子複合体は目的とした包接状態にあることが検証された。
４．その他・特記事項（Others）
マジック核試料回転(MAS):静磁場から54.7°傾けた軸の周りで試料を高速回転させることにより、各種異方的相互作用を消去する手法。
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
Naoki Ousaka, Fumihiko Mamiya, Yoshiaki Iwata, Katsuyuki Nishimura, and Eiji Yashima*, “Helix-in-Helix” Superstructure Formation through Encapsulation of Fullerene-Bound Helical Peptides within a Helical Poly(methyl methacrylate) Cavity”, Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 791–795. Very Important Paper (VIP)に選出され、中表紙に採択された。
６．関連特許（Patent）
なし