Letter 化学：分子情報ラチェット 2007年2月1日 Nature 445, 7127 doi: 10.1038/nature05452 モータータンパク質などの生物学的な機械は、エネルギーの定方向運動への変換や、化学系の熱力学的平衡から離れる方向への駆動を非常に効率よく行う。これらの生物学的構造体から着想を得て、その挙動を模倣する多くの分子が設計されてきたが、人工ナノマシン系はむしろ、ほとんどの場合、熱力学的平衡から離れるのではなく、熱力学的平衡に向かって動くことによって機能する。今回我々は、環状分子の環部分を軸分子が貫通した構造のロタキサン中での巨大環の位置に関する情報を使って、光エネルギーの注入により軸上の2区画の間を巨大環が往復する運動を変更できることを示す。こうした分子機械の集合体では、軸の異なる部分に対する環の相対的結合親和力を変化させ続けることなしに、巨大環の分布がその平衡値から離れる方向へと駆動される。このような、2区画間でのブラウン運動による粒子の選択的輸送は、マックスウェルの有名な思考実験の「悪魔」がエネルギー入力なしに行う仮想作業に類似している。我々の観察は、粒子位置の知見を使って平衡から遠ざかるように粒子輸送を制御する情報ラチェット機構によって合成分子機械が動作しうることを示している。 Full Text PDF 目次へ戻る
