Hexahomotrioxacalix3arenesによるプロトン性溶媒中の一次アンモニウムイオンとリジン含有ペプチドの特異的結合

Specific Binding of Primary Ammonium Ions and Lysine Containing Peptides in Protic Solvents by Hexahomotrioxacalix[3]arenes.

• Simon Lambert
• Kristin Bartik
• Ivan Jabin

抄録

2つのホモオキサカリックス[3]アレーン系受容体によるアンモニウムイオンの結合をNMR分光法とインシリコ法を用いて研究した。両方の受容体は、プロトン性環境下でも、生体分子を含む多種多様な一次アンモニウムイオンをエンドコンプレックスすることが示されている。結合モードは、アンモニウムイオンが深く多芳香族空洞に挿入され、ほぼ18-クラウン-3部位の3つの酸素原子によって定義される平面内にそのNH3+ヘッドを持つすべてのゲストのために類似しており、したがって、それはエーテルマクロサイクルとの3つのH-結合を確立することを可能にします。一次アンモニウムイオンと2つの空洞型受容体の間の電子的、大きさ的、形状的な相補性は、二次、三次、四次アンモニウムイオンに対する一次アンモニウムイオンの前例のない特異性をもたらした。これらの結合特性は、水からの一次アンモニウム塩の選択的液液液抽出や、リジンを含むペプチドの選択的認識に利用され、ペプチドセンシングの分野で新たな展望を開いた。

The binding of ammonium ions by two homooxacalix[3]arene-based receptors was studied using NMR spectroscopy and in silico methods. Both receptors are shown to endo-complex, even in a protic environment, a large variety of primary ammonium ions, including biomolecules. The binding mode is similar for all guests with the ammonium ion deeply inserted into the polyaromatic cavity and its NH3+ head nearly in the plane defined by the three oxygen atoms of the 18-crown-3 moiety, thus enabling it to establish three H-bonds with the ethereal macrocycle. The remarkable electronic, size and shape complementarity between primary ammonium ions and the two cavity-based receptors leads to an unprecedented specificity for primary ammonium ions over secondary, tertiary and quaternary ones. These binding properties were exploited for the selective liquid-liquid extraction of primary ammonium salts from water and for the selective recognition of lysine containing peptides, opening new perspectives in the field of peptide sensing.