出版にあたって
 
第1章 総論
はじめに
 

 天然脂質と人工脂質
1.1.生体膜の構造と機能
1.2.生体膜の構成成分
1.3.天然脂質の分子構造
1.4.脂質の会合構造
 
1.5.脂質会合体の動的挙動
1.6.リポソーム
1.7.合成脂質二分子膜
1.8.脂質分子集合体の利用
 

 天然酵素と人工酵素
2.1.化学工業プロセスの現状と未来像
2.2.バイオテクノロジーにおける酵素の役割
 
2.3.天然酵素の機能
2.4.天然酵素の利用とその限界
 

 人工酵素開発へのアプローチ
3.1.生物有機化学の誕生
3.2.酵素モデル
 
3.3.超分子化学への展開
 
 
第2章 超分子素子の設計と合成

 合成ペプチド脂質
1.1.分子設計の基本概念
1.2.カチオン性脂質
1.3.アニオン性脂質
 
1.4.双性イオン型脂質
1.5.非イオン性脂質
1.6.軸不斉部位をもつ脂質
 

 マクロ環化合物
2.1.分子設計の基本概念
2.2.タコ形シクロファン
2.2.1.タコ形シクロファンの合成
2.3.ヘキサパスシクロファンとその金属錯体
 
2.3.1.ヘキサパスシクロファン
2.3.2.シクロファン系金属錯体
2.4.ステロイドシクロファン
2.5.かご型シクロファン
 

 捕酵素誘導体
3.1.分子設計の基本概念
3.2.ニコチンアミド誘導体
3.3.ビタミンB誘導体
3.4.単純ビタミンBモデル錯体
3.5.疎水性ビタミンBモデル錯体
 
3.5.1.単純型疎水性ビタミンB(Cob7Cnester)
3.5.2.ビナフチル基を有する疎水性ビタミンB
3.5.3.ストラップ型疎水性ビタミンB
3.5.4.脂質に結合した疎水性ビタミンB
 
 
第3章 ペプチド脂質の会合形態と動的挙動

 脂質分子集合体の物理的評価法
1.1.電子顕微鏡観察
1.1.1.ネガティブ染色法
1.1.2.フリーズフラクチャーレプリカ法
1.1.3.制限視野電子線回折法
1.2.]線回折法
1.3.NMR法
1.3.1.基礎理論
1.3.2.実験の手順と注意
1.3.3.膜の流動性の評価
1.3.4.膜透過現象の解析への応用
 
1.4.ESR法
1.4.1.ESRの原理
1.4.2.スピントラップ法
1.4.3.スピンラベル法
1.5.光散乱法
1.5.1.動的光散乱法
1.5.2.静的光散乱法
1.6.示差走査熱量分析法
1.7.蛍光偏光法
 

 ペプチド脂質の会合構造
2.1.イオン性ペプチド脂質
2.1.1.カチオン性脂質
2.1.2.アニオン性脂質
2.1.3.双性イオン型脂質
2.2.非イオン性ペプチド脂質
 
2.3.ペプチド脂質混合系
2.3.1.ラメラ相を形成する脂質混合系
2.3.2.立方体相を形成する脂質混合系
2.3.3.ヘキサゴナル相を形成する脂質混合系
2.4.分子構造と会合構造との関係
 

 ペプチド脂質会合体の相転移挙動
3.1.イオン性脂質
3.1.1.示差走査熱量分析法による検討
3.1.2.蛍光偏光法による検討
 
3.2.非イオン性脂質
3.3.脂質混合系
3.4.相転移パラメータ一覧
 

 二分子膜ベシクルの動的挙動
4.1.会合形態の物理・化学的安定性
4.1.1.ペプチド脂質の化学的安定性
4.1.2.単一膜ベシクルの物理的安定性
4.2.ベシクル間の脂質交換
4.2.1.スピンラベル化脂質の合成
4.2.2.脂質交換速度の測定
 
4.3.フリップ・フロップ
4.4.物質透過性
4.4.1.水溶性アニオン性物質の透過
4.4.2.水溶性カナオン性物質の透過
4.5.膜融合能
4.6.ベシクルパラメータ
 

 非二分子膜構造が関与する膜間相互作用
5.1.イオン性及び非イオン性ペプチド脂質の膜間相互作用
5.2.非イオン性ペプチド脂質が誘起する膜融合
 
5.3.非二分子膜構造を経由する膜融合
5.4.水溶性高分子が誘起する膜融合
 
 
第4章 超分子への組織化とミクロ環境評価

 ペプチド脂質とマクロ環化合物
1.1.ハイブリッド分子集合体の調製
1.2.マクロ環化合物の固定化率
1.3.ゲル−液晶相転移
 
1.4.会合体の平均粒径
1.5.マクロ環化合物の微視的環境
1.6.蛍光プローブ法による膜の流動性の検討
 

 ペプチド脂質とビタミンB誘導体
2.1.ビタミンB人工ホロ酵素の構成
2.2.ビタミンB人工酵素の活性部位のミクロ環境
2.2.1.アミノ酸残基の酸解離挙動
 
2.2.2.ビタミンB部位の酸解離挙動
2.2.3.ビタミンB部位のミクロ極性
2.2.4.ビタミンB部位の分子運動性
 

 ペプチド脂質及びアザパラシクロファンとビタミンB誘導体
3.1.,'−ジドデシル−N−(6−トリメチルアンモニオヘキサノイル)−L−アラニンアミドブロミド( CAla2C)の単一層二分子膜ベシクルによる疎水性ビタミンB類の取り込み挙動
3.1.1.ゲルクロマトグラフ法による取り込み挙動の検討
3.1.2.電子スペクトルによる取り込み場の評価
3.1.3.二分子膜ベシクルの電子顕微鏡観察
3.2.,−ジドデシル−N−(6−トリメチルアンモニオヘキサノイル)−L−ヒスチジンアミドブロミド(CHis2C)の単一層二分子膜ベシクルによる疎水性ビタミンB類の取り込み挙動
 
3.3.,','',''',−テトラキス[2−[N−[1−,−ジテトラデシルカルバモイル]−2−〔6−(トリメチルアンモニオ)ペンタカルボキサミド〕−5−ペンチル]カルバモイル]エチル]−3,10,21,28−テトラオキソ−2,1l,20,29−テトラアザ[3,3,3,3]パラシクロファンテトラブロミド(OC[CLysCN+])2C])による疎水性ビタミンB類の取り込み挙動
3.4.蛍光プローブによる取り込み部位の評価
 

 二本鎖脂質と一本鎖脂質
4.1.ミセル、ベシクル、ハイブリッド型分子集合体のミクロ環境
4.1.1.蛍光スペクトル法によるミクロ環境評価
4.1.2.電子顕微鏡観察
 
4.1.3.動的光散乱法による分子集合体の観察
4.2.超分子集合体への組織化とイオン強度
 
 
第5章 人工レセプター

 分子認識能の評価法
1.1.蛍光スペクトル法
1.2.NMRスペクトル法
 
1.3.電子スペクトル及び円二色性(CD)スペクトル法
 

 水中の分子認識能
2.1.タコ形シクロファン
2.1.1.分子認識能
2.1.2.微視的環境
2.1.3.包接形態
2.2.ヘキサパスシクロファン
2.2.1.ヘキサパスシクロファンのゲスト分子包接機能
2.2.2.ヘキサパスシクロファン金属錯体のゲスト分子包接機能
 
2.3.ステロイドシクロファン
2.4.かご型シクロファン
2.4.1.Kyuphane分子認識能
2.4.2.不斉なゲスト取り込み部位の構成
2.4.3.熱力学的パラメータ
2.4.4.誘起CDスペクトル
2.4.5.生理活性物質に対する分子識別
2.4.6.ビリルビンに対する不斉認識
 

 二分子膜中の分子認識能
3.1.タコ形シクロファンとステロイドシクロファン
3.2.ヘキサパスシクロファン
3.2.1.シデロフォアとそのモデル
3.2.2.ヘキサパスシクロファンと二分子膜の相互作用
 
3.2.3.二分子膜中への鉄(V)イオン取り込み挙動
3.3.かご型シクロファン
3.3.1.色素類に対する分子認識
3.3.2.アミノ酸類に対する分子認識
 
 
第6章 人工加水分解酵素

 加水分解酵素のモデル化
 

 動力学解析法
 

 タコ形アザパラシクロファン
3.1.はじめに
3.2.タコ形アザパラシクロファンの合成
3.3.基質取り込み能
3.4.会合挙動
 
3.5.加水分解触媒機能
3.5.1.基質選択性
3.5.2.反応機構
 

 一本鎖ペプチド脂質(ミセル系)
4.1.一本鎖ペプチド脂質の誕生
4.2.ミセルの構造とミセル動力学
4.2.1.ミセルの構造
4.2.2.ミセル動力学
4.3.人工チオプロテアーゼ
4.3.1.はじめに
4.3.2.アニオン性単独ミセル系
4.3.3.カチオン性混合ミセル系
4.3.4.カチオン性単独ミセル系
4.4.人工セリンプロテアーゼ
 
4.4.1.はじめに
4.4.2.モデル脂質の構造
4.4.3.混合ミセル系での触媒活性
4.4.4.中性イミダゾール基の反応性
4.4.5.重水素同位体効果
4.4.6.一般塩基触媒に対する動力学的根拠
4.4.7.一般塩基触媒の比率
4.4.8.反応場の効果
4.4.9.セリンプロテアーゼの三つ組(Triad)との機構類似性
 

 二本鎖ペプチド脂質(二分子膜系)
5.1.ミセル反応場の評価
5.1.1.会合体の構造
 
5.1.2.ミセルのミクロ環境
5.2.二本鎖ペプチド脂質の誕生
 

 不斉選択性
6.1.はじめに
6.2.ミセル系
6.2.1.研究の背景
6.2.2.混合ミセル系
6.2.3.高次ミセル系エステラーゼモデルの構築
6.2.4.界面活性剤の濃度効果
6.3.二分子膜ベシクル系
6.3.1.基質結合親和性
 
6.3.2.温度制御
6.3.3.エントロピー効果
6.4.ハイブリッド型分子集合体系
6.4.1.膜組成変化による立体制御
6.4.2.酵素に匹敵する立体制御の発現
6.4.3.不斉識別機構
6.5.おわりに
 
 
第7章 NADH人工酵素
はじめに
 

 天然のNADH酵素
1.1.NADH酵素の生化学的機能
1.2.補酵素の化学的性質
 
1.3.NADH酵素の構造と機能
 

 人工デヒドロゲナーゼ
2.1.NADHのモデル研究
2.1.1.反応活性化
2.1.2.不斉選択性
2.2.二分子膜型人工酵素
 
2.2.1.会合挙動
2.2.2.分子認識能
2.2.3.還元反応活性
 
 
第8章 ビタミンB人工酵素

 天然のビタミンB酵素
1.1.ビタミンB酵素の生化学的機能
1.2.補酵素の化学的性質
 
1.3.ビタミンB酵素の反応機構
1.4.アポタンパクの構造と機能
 

 人工アミノトランスフェラーゼ
2.1.アミノ基転移反応のモデル研究
2.1.1.補酵素自体の機能に着目したモデル研究
2.1.2.アポ酵素の分子認識能に着目したモデル研究
2.2.二分子膜型人工酵素
 
2.2.1.Schiff塩基生成挙動
2.2.2.α−ケト酸からα−アミノ酸への変換
2.2.3.α−アミノ酸からα−ケト酸への変換
2.2.4.完全サイクル型アミノ基転移反応
 

 人工トリプトファンシンターゼ
3.1.α−置換反応のモデル研究
3.2.二分子膜型人工酵素
3.2.1.触媒活性
 
3.2.2.基質特異性
3.2.3.反応選択性
 

 人工アルドラーゼ
4.1.アルドラーゼ型反応のモデル研究
4.2.二分子膜型人工酵素
 
4.2.1.触媒活性
4.2.2.立体選択性
 
 
第9章 ビタミンB人工酵素

 天然のビタミンB酵素
1.1.ビタミンB補酵素の構造と役割
1.2.アデノシルコバラミンが関与する酵素反応の機構
1.3.Co−C結合の活性化とアポ酵素の役割
 
1.4.補酵素BのCo−C結合の開裂様式及びモデル反応
1.5.ビタミンBモデル錯体
 

 ビタミンB人工酵素
2.1.メチルマロニル−CoAムターゼのモデル反応
2.1.1.アルキル錯体の合成
2.1.2.モデル反応における反応場の効果
2.1.3.モデル反応に及ぼすコバルトの効果
2.2.グルタミン酸ムターゼのモデル反応
2.2.1.アルキル錯体の合成
2.2.2.モデル反応における反応場の効果
2.2.3.グルタミン酸ムターゼのモデル反応における転位基の選択性
2.2.4.モデル反応に及ぼすコバルトの効果
2.3.反応機構の研究方法
 
2.3.1.電子スペクトルによる反応の追跡
2.3.2.電子スピン共鳴スペクトルによる反応の追跡
2.3.3.二本鎖ペプチド脂質(NCAla2C)及びアザパラシクロファン(OC[CLys(CN)2C)の濃度依存性
2.3.4.塩化第二銅(CuCl)添加効果
2.3.5.蛍光プローブによる反応場の評価
2.3.6.ベンゼン中における生成物の温度変化
2.4.反応機構
2.5.まとめ
 

 基質の活性化を伴う異性化反応
3.1.メチルマロニル−CoAムターゼのモデル反応
3.2.グルタミン酸ムターゼのモデル反応
3.3.環拡大反応
 
3.4.反応機構
3.5.まとめ
 
 
第10章 将来の展望
付録化合物一覧
 
1.合成ペプチド脂質
1.1.一本ペプチド界面活性剤
1.2.カチオン性ペプチド脂質
1.3.アニオン性ペプチド脂質
1.4.双性イオン型ペプチド脂質
1.5.非イオン型ペプチド脂質
1.6.軸不斉部位をもつペプチド脂質
2.マクロ環化合物
2.1.単環性シクロファン
 
2.2.タコ形シクロファン
2.3.ヘキサパスシクロファン
2.4.ステロイドシクロファン
2.5.かご型シクロファン
3.補酵素誘導体
3.1.NADH誘導体
3.2.ビタミンB誘導体
3.3.ビタミンB誘導体
 
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