水面単分子膜で起こる分子認識 (超薄膜の構造と機能<特集>)
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概要
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Molecular recognition is an important concept in many areas of chemistry, with enzymes as the model of perfection for catalytic efficency and specificity. A number of clever enzyme mimetic systems such as crown ethers, cyclodextrins, and calixarenes have been designed as artificial receptor sites to bind appropriate substrate molecules or ions. In this article, molecular recognition occured at the air-water interface by using surface monolayers was reviewed. Typical host molecules such as crown ether, cyclodextrin, and calixaren were modified with long alkyl chains to form surface monolayers, and they could selectively bind alkali metal ions at the air-water interface. The observed selectivity to ions corresponded well with that in bulk solutions. Specific interactions different from those in bulk solutions were observed for a diaminotriazine-functionalized monolayer which efficiently bound barbituric acids and nucleic acid bases by complementary hydrogen bonding. Chiral monolayers could recognize the chirality of guest molecule in the subphase, and also induced stereo-selective molecular recognition within the monolayer. Surface monolayers could two-dimensionally organize biopolymers (e. g., protein) and synthetic polymers in the subphase. Biotin-carrying monolayers bound specifically proteins such as streptavidin in the subphase, andconsequently produced 2D-protein crystals. These situations were visualized by means of a fluorescence microscopy technique. Polymeric amphiphiles, which contain a well-defined polymer segment as hydrophilic part, formed stable surface monolayers, and they could recognize the chain-length of guest polymers in the subphase through multiple hydrogen bonding and other interaction modes.
- 日本膜学会の論文
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