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化学:走査トンネル顕微鏡によって観察された、吸着システインの2量化の際のキラル認識

Nature 415, 6874 doi: 10.1038/415891a

立体化学は、分子認識と相互作用の制御において中心的な役割を果たしている。分子の化学的、生物学的特性は、その構成原子の性質だけでなく、原子の空間配置にも依存する。このため、キラル特異性は生化学と薬理学において重要であり、広く研究されてきた。走査プローブ顕微鏡の進歩により、表面でのキラル現象を分子レベルで探れるようになった。これらの手法を用いて、吸着分子のキラリティーが決定され、また、分子相互作用におけるキラル識別や、吸着物質が自発的に鏡像異性的に純粋な被覆層に分かれることの直接的な証拠が得られた。今回、金の(110)表面に吸着したシステインの走査トンネル顕微鏡による研究を報告する。この天然アミノ酸のラセミ混合物からできる分子対は、完全にホモキラルであり、金表面への結合には局所的な表面の再構成が伴う。密度汎関数理論計算から、2量体形成過程のキラル特異性は各システイン分子の3本の結合の最適化によって生まれることが示された。これらの知見により、単純な2分子系におけるキラル認識について、よく知られた3点接触モデルが分子レベルではっきりと実証する。

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