JPH0676492B2 - ポリアミノ酸およびその製造方法 - Google Patents
ポリアミノ酸およびその製造方法Info
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- JPH0676492B2 JPH0676492B2 JP6790788A JP6790788A JPH0676492B2 JP H0676492 B2 JPH0676492 B2 JP H0676492B2 JP 6790788 A JP6790788 A JP 6790788A JP 6790788 A JP6790788 A JP 6790788A JP H0676492 B2 JPH0676492 B2 JP H0676492B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は規則性の良い一次構造を有するポリアミノ酸お
よびその製造方法に関するものである。
よびその製造方法に関するものである。
生体膜の持っている、特定の物質に対する選択透過性、
情報伝達、細胞間の相互認識といった機能は、膜タンパ
ク質と脂質二分子膜との相互作用に依存していると考え
られている。
情報伝達、細胞間の相互認識といった機能は、膜タンパ
ク質と脂質二分子膜との相互作用に依存していると考え
られている。
チャネルを形成するような膜タンパク質の一次構造は、
親・疎水性アミノ酸の周期的配列から成り、これがα−
ヘリックスを形成して二分子膜内で会合することによ
り、チャネル内部に親水性残基が、脂質側に疎水性残基
が配向した安定なチャネル構造が形成されると言われて
いる。
親・疎水性アミノ酸の周期的配列から成り、これがα−
ヘリックスを形成して二分子膜内で会合することによ
り、チャネル内部に親水性残基が、脂質側に疎水性残基
が配向した安定なチャネル構造が形成されると言われて
いる。
一方、側鎖にエステル基を有するポリマーを、ケン化す
ることにより、カルボキシル基を有するポリマーに変換
することは一般に知られている。
ることにより、カルボキシル基を有するポリマーに変換
することは一般に知られている。
また、エステル基とカルボキシル基とを一分子中に有す
るポリマーは、これら側鎖を有するモノマーの重合によ
り得られることも一般に知られている。
るポリマーは、これら側鎖を有するモノマーの重合によ
り得られることも一般に知られている。
膜タンパク質様物質として、規則性の良い一次構造を有
するポリアミノ酸を製造するために、前者の方法を用い
ると、側鎖エステル基を有するポリアミノ酸を、均一溶
液系でケン化することにより、エステル基を一定量のカ
ルボキシル基に変換することは可能であるが、一次構造
はランダムになってしまう。
するポリアミノ酸を製造するために、前者の方法を用い
ると、側鎖エステル基を有するポリアミノ酸を、均一溶
液系でケン化することにより、エステル基を一定量のカ
ルボキシル基に変換することは可能であるが、一次構造
はランダムになってしまう。
又、後者の方法では、エステル基とカルボキシル基の量
比を一定の割合に調整することは出来るが、この二つの
基を規則正しく配列させること、即ち、分子の一次構造
を制御することは出来ず、ランダムな一次構造をもつも
のしか製造することはできなかった。
比を一定の割合に調整することは出来るが、この二つの
基を規則正しく配列させること、即ち、分子の一次構造
を制御することは出来ず、ランダムな一次構造をもつも
のしか製造することはできなかった。
本発明は、エステル基側鎖を有するアミノ酸単位とカル
ボキシル基側鎖を有するアミノ酸単位とが規則正しく配
列した規則性の良い一次構造を有するポリアミノ酸およ
びその製造方法を提供することを目的とする。
ボキシル基側鎖を有するアミノ酸単位とが規則正しく配
列した規則性の良い一次構造を有するポリアミノ酸およ
びその製造方法を提供することを目的とする。
すなわち、本発明は下記一般式（Ｉ）で示されるエステ
ル基側鎖の構造単位と下記一般式（II）で示されるカル
ボキシル基側鎖の構成単位とからなる、α−ヘリックス
構造を有するポリアミノ酸であって、該α−ヘリックス
構造による棒状体の軸方向特定の部分側面が、実質的に
一般式（II）で示されるカルボキシル基側鎖の構成単位
であることを特徴とするポリアミノ酸 （式中、ｍは１〜３の整数を表わし、Ｒはアルキル基ま
たはアラルキル基を表わす。） （式中、ｍは１〜３の整数を表わし、Ｍは水素原子又は
アルカリ金属を表わす。） および、α−ヘリックス構造を有し側鎖にエステル基を
含有するポリアミノ酸の単分子膜を水面上に形成した
後、水相にアルカリ溶液を添加して水中に存在するエス
テル基を選択的にケン化することを特徴とするポリアミ
ノ酸の製造方法を要旨とするものである。
ル基側鎖の構造単位と下記一般式（II）で示されるカル
ボキシル基側鎖の構成単位とからなる、α−ヘリックス
構造を有するポリアミノ酸であって、該α−ヘリックス
構造による棒状体の軸方向特定の部分側面が、実質的に
一般式（II）で示されるカルボキシル基側鎖の構成単位
であることを特徴とするポリアミノ酸 （式中、ｍは１〜３の整数を表わし、Ｒはアルキル基ま
たはアラルキル基を表わす。） （式中、ｍは１〜３の整数を表わし、Ｍは水素原子又は
アルカリ金属を表わす。） および、α−ヘリックス構造を有し側鎖にエステル基を
含有するポリアミノ酸の単分子膜を水面上に形成した
後、水相にアルカリ溶液を添加して水中に存在するエス
テル基を選択的にケン化することを特徴とするポリアミ
ノ酸の製造方法を要旨とするものである。
本発明に用いるα−ヘリックス構造を有し、側鎖にエス
テル基を含有するポリアミノ酸としては、前記一般式
（Ｉ）で示される繰返し単位からなるポリアミノ酸を挙
げることができる。
テル基を含有するポリアミノ酸としては、前記一般式
（Ｉ）で示される繰返し単位からなるポリアミノ酸を挙
げることができる。
一般式（Ｉ）において、ｍは１〜３の整数、Ｒはアルキ
ル基またはアラルキル基を表わすが、アルキル基として
は、メチル、エチル、プロピル、ヘキシル、オクチル等
及び炭素数18程度までの長鎖アルキル基が好ましく挙げ
られ、またアラルキル基としてはベンジル基等が好まし
く挙げられる。これらのうち、特に好ましいのはメチ
ル、エチル基である。
ル基またはアラルキル基を表わすが、アルキル基として
は、メチル、エチル、プロピル、ヘキシル、オクチル等
及び炭素数18程度までの長鎖アルキル基が好ましく挙げ
られ、またアラルキル基としてはベンジル基等が好まし
く挙げられる。これらのうち、特に好ましいのはメチ
ル、エチル基である。
一般式（Ｉ）を与えるモノアミノ酸としては、グルタミ
ン酸、アスパラギン酸が挙げられ、一般式（Ｉ）の単位
からなるポリアミノ酸としては、ポリ（Ｌ−グルタミン
酸−γ−ベンジル）、ポリ（Ｌ−アスパラギン酸−β−
ベンジル）、好ましくはポリ（Ｌ−グルタミン酸−γ−
メチル）、ポリ（Ｌ−グルタミン酸−γ−エチル）、ポ
リ（Ｌ−アスパラギン酸−β−メチル）、ポリ（Ｌ−ア
スパラギン酸−β−エチル）等が挙げられる。
ン酸、アスパラギン酸が挙げられ、一般式（Ｉ）の単位
からなるポリアミノ酸としては、ポリ（Ｌ−グルタミン
酸−γ−ベンジル）、ポリ（Ｌ−アスパラギン酸−β−
ベンジル）、好ましくはポリ（Ｌ−グルタミン酸−γ−
メチル）、ポリ（Ｌ−グルタミン酸−γ−エチル）、ポ
リ（Ｌ−アスパラギン酸−β−メチル）、ポリ（Ｌ−ア
スパラギン酸−β−エチル）等が挙げられる。
これらポリアミノ酸は、α−アミノ酸−Ｎ−無水物（い
わゆるNCA）の重合により得られる。例えば、ポリ（Ｌ
−グルタミン酸−γ−メチル）は、γ−メチル−Ｌ−グ
ルタメート−Ｎ−カルボン酸無水物を、有機アミン、ア
ルコラート、水、アルカリ等の触媒を用いて公知の方法
で重合することにより得られる。
わゆるNCA）の重合により得られる。例えば、ポリ（Ｌ
−グルタミン酸−γ−メチル）は、γ−メチル−Ｌ−グ
ルタメート−Ｎ−カルボン酸無水物を、有機アミン、ア
ルコラート、水、アルカリ等の触媒を用いて公知の方法
で重合することにより得られる。
単分子膜の製造は、常法（例えば、新実験化学講座18巻
「界面とコロイド」（丸善、昭和52年10月）p.442）に
よることができる。例えば、前記ポリアミノ酸を、非水
系でかつポリアミノ酸と非会合である溶媒（好ましく
は、クロロホルム、トリクロロエチレン、エチレンジク
ロライド、ベンゼン等）に、溶解して0.01〜１％溶液を
調製し、これを水面上に展開し、膜が固体状態となる表
面圧で調整し、α−ヘリックス構造を有するポリアミノ
酸の単分子膜が、形成される。
「界面とコロイド」（丸善、昭和52年10月）p.442）に
よることができる。例えば、前記ポリアミノ酸を、非水
系でかつポリアミノ酸と非会合である溶媒（好ましく
は、クロロホルム、トリクロロエチレン、エチレンジク
ロライド、ベンゼン等）に、溶解して0.01〜１％溶液を
調製し、これを水面上に展開し、膜が固体状態となる表
面圧で調整し、α−ヘリックス構造を有するポリアミノ
酸の単分子膜が、形成される。
次に、図面に従って、本発明を詳細に説明すると、第１
図は本発明の製造方法の各工程を示す図である。水槽１
に水を入れ、仕切り板２を移動させて清浄な水面３とす
る。次にポリアミノ酸の上記溶液をマイクロシリンジ４
を用いて一定量を水面３にゆっくり滴下し、ポリアミノ
酸単分子５の膜を展開し仕切り板２を移動させて単分子
膜６を作成する（１−ａ図）。
図は本発明の製造方法の各工程を示す図である。水槽１
に水を入れ、仕切り板２を移動させて清浄な水面３とす
る。次にポリアミノ酸の上記溶液をマイクロシリンジ４
を用いて一定量を水面３にゆっくり滴下し、ポリアミノ
酸単分子５の膜を展開し仕切り板２を移動させて単分子
膜６を作成する（１−ａ図）。
この単分子膜を形成するポリアミノ酸５は、α−ヘリッ
クス構造を有するので、側鎖エステル基はヘリックス上
に100゜の間隔をおいて存在する。即ち、エステル基の
配列は、そのヘリックス断面に対する投影図（第２図）
の如く、エステル基18個で５回転（3.6個／回転）が単
位周期である。ただし第２図中の番号は分子鎖末端アミ
ノ酸の側鎖エステル基を１として示した。単分子膜形成
時においてエステル基が水側に存在するか非水（空気）
側に在るかはヘリックス断面に対する水のぬれ角度に依
存するが、これを120゜に採ると、ヘリックス上のエス
テル基は概略水側のエステル基−空気側のエステル基
−空気側のエステル基のくり返しで形成される。
クス構造を有するので、側鎖エステル基はヘリックス上
に100゜の間隔をおいて存在する。即ち、エステル基の
配列は、そのヘリックス断面に対する投影図（第２図）
の如く、エステル基18個で５回転（3.6個／回転）が単
位周期である。ただし第２図中の番号は分子鎖末端アミ
ノ酸の側鎖エステル基を１として示した。単分子膜形成
時においてエステル基が水側に存在するか非水（空気）
側に在るかはヘリックス断面に対する水のぬれ角度に依
存するが、これを120゜に採ると、ヘリックス上のエス
テル基は概略水側のエステル基−空気側のエステル基
−空気側のエステル基のくり返しで形成される。
次いでエステル基の1/2モル以上の量のアルカリを含む
水溶液を、１−ｂ図の如くマイクロシリンジ４等で添加
し、単分子膜６の水相側をケン化させる。ケン化時間
は、アルカリ溶液が均一分散後５〜10分間で十分であ
る。ケン化反応後、アルカリと等モル量の酸を添加し、
反応を停止させる（１−ｃ図）。酸としては、塩酸、リ
ン酸、酢酸等を挙げることができる。
水溶液を、１−ｂ図の如くマイクロシリンジ４等で添加
し、単分子膜６の水相側をケン化させる。ケン化時間
は、アルカリ溶液が均一分散後５〜10分間で十分であ
る。ケン化反応後、アルカリと等モル量の酸を添加し、
反応を停止させる（１−ｃ図）。酸としては、塩酸、リ
ン酸、酢酸等を挙げることができる。
単分子膜製造から中和に至る工程においての水温として
は、５〜30℃を挙げることができる。
は、５〜30℃を挙げることができる。
かくして、水中に存在するエステル基のみ、即ち、単分
子膜の片側のみがケン化され、概略カルボキシル基１ケ
にエステル基２ケのくり返しからなる、規則性のよい一
次構造を有するポリアミノ酸が得られる。
子膜の片側のみがケン化され、概略カルボキシル基１ケ
にエステル基２ケのくり返しからなる、規則性のよい一
次構造を有するポリアミノ酸が得られる。
１−ｄ図は、本発明のポリアミノ酸の構造を示す模式図
であり、５はα−ヘリックス構造による棒状体として表
わされるポリアミノ酸分子を示し、６はケン化されてい
ないエステル基側鎖部であり、斜線部７はケン化された
カルボキシル基側鎖部であり、カルボキシル基側鎖部が
α−ヘリックス構造による棒状体の軸方向部分側面に存
在することを示す。
であり、５はα−ヘリックス構造による棒状体として表
わされるポリアミノ酸分子を示し、６はケン化されてい
ないエステル基側鎖部であり、斜線部７はケン化された
カルボキシル基側鎖部であり、カルボキシル基側鎖部が
α−ヘリックス構造による棒状体の軸方向部分側面に存
在することを示す。
エステル基のケン化可能な範囲がヘリックス断面に対し
120゜の範囲であると仮定すると、次の18個のアミノ酸
配列をくり返し単位とする規則性のよい一次構造を有す
るポリアミノ酸が得られる。
120゜の範囲であると仮定すると、次の18個のアミノ酸
配列をくり返し単位とする規則性のよい一次構造を有す
るポリアミノ酸が得られる。
EAEEAAEEAEEEAEEAAEｎ （ここでＥおよびＡは、各々前記一般式（Ｉ）のエステ
ル基、一般式（II）のカルボキシル基を有するアミノ酸
単位を示す。）この場合、重合度30のポリアミノ酸に対
するカルボキシル基の含率は36.7％となる。同様にケン
化可能な範囲を100゜、140゜、160゜に仮定した時のカ
ルボキシル基含率は、各々30％、40％、46.7％となる。
ル基、一般式（II）のカルボキシル基を有するアミノ酸
単位を示す。）この場合、重合度30のポリアミノ酸に対
するカルボキシル基の含率は36.7％となる。同様にケン
化可能な範囲を100゜、140゜、160゜に仮定した時のカ
ルボキシル基含率は、各々30％、40％、46.7％となる。
本発明で得られるポリアミノ酸は、両親媒性であり、二
分子膜形成物質に膜タンパク質様物質として添加する
と、有効なチャネルを形成することが出来る。従って、
徐放薬剤等への応用が考えられる。
分子膜形成物質に膜タンパク質様物質として添加する
と、有効なチャネルを形成することが出来る。従って、
徐放薬剤等への応用が考えられる。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本
発明は以下の実施例に限定されるものではない。
発明は以下の実施例に限定されるものではない。
実施例１ ＜ポリアミノ酸溶液の調製＞ γ−メチル−Ｌ−グルタメート−Ｎ−カルボン酸をクロ
ロホルムに溶解して10％溶液とし、これにトリエチルア
ミンを加え室温で重合したところ、重合度30の低分子量
ポリ（γ−メチル−Ｌ−グルタメート）を得た。これ
を、クロロホルムで希釈し、0.1％濃度に調製した。
ロホルムに溶解して10％溶液とし、これにトリエチルア
ミンを加え室温で重合したところ、重合度30の低分子量
ポリ（γ−メチル−Ｌ−グルタメート）を得た。これ
を、クロロホルムで希釈し、0.1％濃度に調製した。
＜単分子膜の製造＞ 前記ポリ（γ−メチル−Ｌ−グルタメート）の0.1％ク
ロロホルム溶液を、室温下水面上に展開し、膜が固体状
態となる表面圧（第３図）で調整し、α−ヘリックス構
造を有するポリアミノ酸の単分子膜を製造した。
ロロホルム溶液を、室温下水面上に展開し、膜が固体状
態となる表面圧（第３図）で調整し、α−ヘリックス構
造を有するポリアミノ酸の単分子膜を製造した。
＜単分子膜の片側面のケン化方法＞ 室温下で、水相の水酸化カリウム濃度が0.1モル（メチ
ルグルタメート総残基の105倍モル）となるように、水
酸化カリウム溶液を添加し、３分間ケン化反応を行なっ
た。その後等量の塩酸で反応を停止し、目的の片側ケン
化の膜を得た。
ルグルタメート総残基の105倍モル）となるように、水
酸化カリウム溶液を添加し、３分間ケン化反応を行なっ
た。その後等量の塩酸で反応を停止し、目的の片側ケン
化の膜を得た。
＜ケン化膜の評価＞ 得られた片側ケン化膜のトリフルオロ酢酸系での高分解
能NMRスペクトルのα−水素と側鎖メトキシのピークの
面積の比よりグルタミン酸コンテントは大過剰のKOH添
加にもかかわらず34モル％であった。またこの値はヘリ
ックス断面に対するケン化可能な範囲を120゜として得
たグルタミン酸コンテントの計算値36.7％と良好に一致
した。
能NMRスペクトルのα−水素と側鎖メトキシのピークの
面積の比よりグルタミン酸コンテントは大過剰のKOH添
加にもかかわらず34モル％であった。またこの値はヘリ
ックス断面に対するケン化可能な範囲を120゜として得
たグルタミン酸コンテントの計算値36.7％と良好に一致
した。
第４図に、本願発明の片側ケン化物（Ａ）、比較例とし
てメチルグルタメート／グルタミン酸が70/30のランダ
ム共重合体（Ｂ）およびポリ（γ−メチル−Ｌ−グルタ
メート）（Ｃ）の側鎖NMRを測定した結果を示す。三種
のスペクトルの差異は明白であり、片側ケン化物（Ａ）
の低磁場側の複雑なショルダーは、このポリアミノ酸の
一次構造の規則性を示している。
てメチルグルタメート／グルタミン酸が70/30のランダ
ム共重合体（Ｂ）およびポリ（γ−メチル−Ｌ−グルタ
メート）（Ｃ）の側鎖NMRを測定した結果を示す。三種
のスペクトルの差異は明白であり、片側ケン化物（Ａ）
の低磁場側の複雑なショルダーは、このポリアミノ酸の
一次構造の規則性を示している。
また、本発明の片側ケン化ポリアミノ酸の二次構造をCD
測定（JASCO J−40C）によって検討した（第５図）。リ
ン酸トリメチル（TMP）系、水系（pH7.2）およびベシク
ル系（pH7.2）のいずれにも可溶であり、222nmおよび20
8nmに負のピークを持つα−ヘリックス構造に固有のス
ペクトルを示し、水系およびベシクル系でのヘリックス
コンテントは約40％となった。以上のことから考える
と、ポリメチルグルタメートを単分子膜状態でケン化し
て得たポリアミノ酸は、両親媒性物質であり、pH7.2に
おいてもヘリックス構造を形成しうることが判った。
測定（JASCO J−40C）によって検討した（第５図）。リ
ン酸トリメチル（TMP）系、水系（pH7.2）およびベシク
ル系（pH7.2）のいずれにも可溶であり、222nmおよび20
8nmに負のピークを持つα−ヘリックス構造に固有のス
ペクトルを示し、水系およびベシクル系でのヘリックス
コンテントは約40％となった。以上のことから考える
と、ポリメチルグルタメートを単分子膜状態でケン化し
て得たポリアミノ酸は、両親媒性物質であり、pH7.2に
おいてもヘリックス構造を形成しうることが判った。
本発明方法によれば、エステル基側鎖を有するアミノ酸
単位とカルボキシル基側鎖を有するアミノ酸単位とが規
則正しく配列した規則性の良い一次構造を有するポリア
ミノ酸を得ることができる。
単位とカルボキシル基側鎖を有するアミノ酸単位とが規
則正しく配列した規則性の良い一次構造を有するポリア
ミノ酸を得ることができる。
又、本発明のポリアミノ酸は、物質の選択透過等に有用
であり、例えば、徐放薬剤等に応用可能である。
であり、例えば、徐放薬剤等に応用可能である。
第１図は本発明のポリアミノ酸の製造工程を示す図、第
２図は側鎖エステル基の配列を示す模式図、第３図はポ
リ（Ｌ−グルタメート−γ−メチル）の単分子膜が固体
状態となる表面圧を示す図、第４図は本発明のポリアミ
ノ酸のNMRスペクトルを示す図、第５図は本発明のポリ
アミノ酸の二次構造をCD測定した結果を示す図である。
２図は側鎖エステル基の配列を示す模式図、第３図はポ
リ（Ｌ−グルタメート−γ−メチル）の単分子膜が固体
状態となる表面圧を示す図、第４図は本発明のポリアミ
ノ酸のNMRスペクトルを示す図、第５図は本発明のポリ
アミノ酸の二次構造をCD測定した結果を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】下記一般式（Ｉ）で示されるエステル基側
鎖の構成単位と下記一般式（II）で示されるカルボキシ
ル基側鎖の構成単位とからなる、α−ヘリックス構造を
有するポリアミノ酸であって、該α−ヘリックス構造に
よる棒状体の軸方向特定の部分側面が、実質的に一般式
（II）で示されるカルボキシル基側鎖の構成単位である
ことを特徴とするポリアミノ酸。 （式中、ｍは１〜３の整数を表わし、Ｒはアルキル基ま
たはアラルキル基を表わす。） （式中、ｍは１〜３の整数を表わし、 Ｍは水素原子又はアルカリ金属を表わす。） - 【請求項２】α−ヘリックス構造を有し側鎖にエステル
基を含有するポリアミノ酸の単分子膜を水面上に形成し
た後、水相にアルカリ溶液を添加して水中に存在するエ
ステル基を選択的にケン化することを特徴とするポリア
ミノ酸の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6790788A JPH0676492B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | ポリアミノ酸およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6790788A JPH0676492B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | ポリアミノ酸およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01240524A JPH01240524A (ja) | 1989-09-26 |
| JPH0676492B2 true JPH0676492B2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=13358441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6790788A Expired - Lifetime JPH0676492B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | ポリアミノ酸およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0676492B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02214726A (ja) * | 1989-02-15 | 1990-08-27 | Fuji Photo Film Co Ltd | ポリペプチド薄膜とこれを担持する材料の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5031906B2 (ja) | 2008-01-30 | 2012-09-26 | カーディアック ペースメイカーズ， インコーポレイテッド | 放射線効果検出方法および装置 |
-
1988
- 1988-03-22 JP JP6790788A patent/JPH0676492B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5031906B2 (ja) | 2008-01-30 | 2012-09-26 | カーディアック ペースメイカーズ， インコーポレイテッド | 放射線効果検出方法および装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01240524A (ja) | 1989-09-26 |
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