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J-GLOBAL ID：202202232303201870   整理番号：22A1026940

酸-塩基平衡と誘電環境は超分子ナノファイバーにおける電荷を調節する【JST・京大機械翻訳】

Acid-Base Equilibrium and Dielectric Environment Regulate Charge in Supramolecular Nanofibers

著者 (18件)： Nap Rikkert J. (1Department of Biomedical Engineering, Northwestern University, Evanston, IL, United States) ,  Nap Rikkert J. (2Chemistry of Life Processes Institute, Northwestern University, Evanston, IL, United States) ,  Qiao Baofu (3Department of Materials Science and Engineering, Northwestern University, Evanston, IL, United States) ,  Palmer Liam C. (4Simpson Querrey Institute for BioNanotechnology, Northwestern University, Chicago, IL, United States) ,  Palmer Liam C. (5Department of Chemistry, Northwestern University, Evanston, IL, United States) ,  Stupp Samuel I. (1Department of Biomedical Engineering, Northwestern University, Evanston, IL, United States) ,  Stupp Samuel I. (3Department of Materials Science and Engineering, Northwestern University, Evanston, IL, United States) ,  Stupp Samuel I. (4Simpson Querrey Institute for BioNanotechnology, Northwestern University, Chicago, IL, United States) ,  Stupp Samuel I. (5Department of Chemistry, Northwestern University, Evanston, IL, United States) ,  Stupp Samuel I. (6Department of Medicine, Northwestern University, Chicago, IL, United States) ,  Olvera de la Cruz Monica (3Department of Materials Science and Engineering, Northwestern University, Evanston, IL, United States) ,  Olvera de la Cruz Monica (5Department of Chemistry, Northwestern University, Evanston, IL, United States) ,  Olvera de la Cruz Monica (7Department of Chemical and Biological Engineering, Northwestern University, Evanston, IL, United States) ,  Olvera de la Cruz Monica (8Department of Physics and Astronomy, Northwestern University, Evanston, IL, United States) ,  Olvera de la Cruz Monica (9Center for Computation and Theory of Soft Materials, Northwestern University, Evanston, IL, United States) ,  Szleifer Igal (1Department of Biomedical Engineering, Northwestern University, Evanston, IL, United States) ,  Szleifer Igal (2Chemistry of Life Processes Institute, Northwestern University, Evanston, IL, United States) ,  Szleifer Igal (5Department of Chemistry, Northwestern University, Evanston, IL, United States)
資料名： Frontiers in Chemistry (Web)  (Frontiers in Chemistry (Web))
巻： 10  ページ： 852164  発行年： 2022年 
JST資料番号： U7065A  ISSN： 2296-2646  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： ペプチド両親媒性物質は,高アスペクト比ナノファイバを含むさまざまな超分子構造に自己集合できる分子クラスである。ペプチドのイオン化状態は固定されないが,ペプチド両親媒性分子の構造組織化と共役する酸-塩基平衡により変化しやすいので,これらの超分子ナノファイバの電荷をモデル化し予測することは挑戦的である。ここでは,pHとイオン濃度の関数として自己集合ペプチド両親媒性物質に見出される電荷量を記述し,予測するための理論的モデルを開発した。特に,配列C_16-V_2A_2E_2を有するペプチド両親媒性ナノファイバの電荷量を計算した。本理論式では,グルタミン酸残基の酸-塩基化学平衡とイオン縮合の可能性を含むカルボン酸基の電荷調節を考察した。電荷制御は,荷電種に対する位置依存静電溶媒和エネルギーを含む変化する誘電定数を可能にすることにより,局所誘電環境と結合した。ペプチド両親媒性ナノファイバーのグルタミン酸残基上の電荷は水溶液中で同じ官能基よりもはるかに低いことを見出した。酸-塩基平衡と局所誘電環境による帯電の間には強い結合がある。著者らのモデルは,一定の誘電バックグラウンドと比較して,位置依存比誘電率に対する非常に低い程度の脱プロトンを予測する。さらに,対イオン分布と同様に静電ポテンシャルの形状およびサイズは,定量的および定性的に異なる。これらの結果は,ペプチド両親媒性物質自己集合の正確なモデルが,酸-塩基平衡とイオン縮合による酸性基の電荷調節,ならびに局所誘電環境とのカップリングを考慮に入れなければならないことを示す。Copyright 2022 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： イオン ,  イオン化 ,  *電荷 ,  誘電率 ,  組織化 ,  水溶液 ,  ペプチド ,  共役 ,  両親媒性 ,  対イオン ,  *超分子 ,  *ナノファイバ ,  自己集合
準シソーラス用語： 官能基 ,  静電ポテンシャル , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： ペプチド両親媒性物質 ,  電荷調節 ,  イオン凝縮 ,  理論 ,  誘電定数

分類 (4件)： 分子構造  (EB03020Y) ,  ペプチド  (CF10080G) ,  蛋白質・ペプチド一般  (EB03010N) ,  分子化合物  (CE02000C)

引用文献 (74件)：

• ÁlvarezZ., Kolberg-EdelbrockA. N., SasselliI. R., OrtegaJ. A., QiuR., SyrgiannisZ., et al (2021). Bioactive Scaffolds with Enhanced Supramolecular Motion Promote Recovery from Spinal Cord Injury. Science 374, 848-856. doi: 10.1126/science.abh3602
• AndresenK., DasR., ParkH. Y., SmithH., KwokL. W., LambJ. S., et al (2004). Spatial Distribution of Competing Ions Around DNA in Solution. Phys. Rev. Lett. 93, 248103. doi: 10.1103/PhysRevLett.93.248103
• AtkinsP. W. (1998). Physical Chemistry. 6th ed. New York: Freeman. edn. doi: 10.1103/PhysRevLett.93.248103
• AvniY., AndelmanD., PodgornikR. (2019). Charge Regulation with Fixed and mobile Charged Macromolecules. Curr. Opin. Electrochem. 13, 70-77. doi: 10.1016/j.coelec.2018.10.014
• BallauffM., JusufiA. (2006). Anomalous Small-Angle X-ray Scattering: Analyzing Correlations and Fluctuations in Polyelectrolytes. Colloid Polym. Sci. 284, 1303-1311. doi: 10.1007/s00396-006-1516-5

タイトルに関連する用語 (6件)： 酸-塩基平衡 ,  環境 ,  超分子 ,  ナノファイバー ,  電荷 ,  調節