it[スポンサーリンク]フッ素と言えば、とにかく小さいことが特徴です。この小さなフッ素をどうつまむのか、ユニークな最近のアイディアをあげて、自然にある仕組みと、人工に作り上げた仕組みで、その戦略をそれぞれ比べてみます。フッ素感知リボスイッチから、ホウ素化合物とのルイス酸塩基錯体まで、その発想に迫ります。フッ素が添加された歯磨きペーストは、歯の健康に有用であるとされ、世界のいろいろな地域で流通しています。日本で市販されている歯磨きペーストのほとんどはフッ素が添加されており、政府もフッ素の添加を奨励しています。高濃度のフッ化物イオンは危険で、確かに浸透しやすいフッ化水素などは化学実験でも丁重に取り扱います。試薬のフッ化水素酸を、誤って皮膚に垂らしてしまうと、骨まで届き体内でフッ化カルシウムが析出してうずくような激しい痛みに襲われます。物事は程度の問題で、歯磨きペーストにはナトリウム塩などのかたちでフッ化物が添加されているわけですが、こちらは歯を強くするのだとかなり以前から言われています。どちらもカルシウムと強く結びつく点がミソなので、二律背反、切っても切れない因果関係のようです。天然のフッ素認識システムフッ化物イオンはカルシウムと強く結びつくため、細菌などたいていの生き物にとって、フッ素は不要どころか、あまり好ましくない物質です。えぇ、彼ら細菌たちには歯がありませんから。生き物のことだから、フッ素感知もタンパク質が受容体なのだろうと思いたくなるところですが、その予想は残念ながらハズレです。アミノ酸が連なったタンパク質ではなく、ヌクレオチドが連なったRNAで、細菌はフッ素を感知しています[4]。論文[4]より合図になる物質が直接に結合することで、RNAの立体構造とともにリボソームの近づきやすさが変化し、遺伝子の発現を調整するシステムを、リボスイッチと呼びます。従来は低分子の代謝産物で多くが知られ、リボスイッチはヒトにも存在が確認されているシステム[5]でした。そのリボスイッチが、ハロゲン化物イオンの中でもとくに小さいフッ化物イオンを上手く認識し、フッ化物イオンの輸送に関わるタンパク質などフッ素の耐性に寄与する遺伝子産物の多寡を決めていたというのです。JAPAN)のような遺伝配列データベースを調べたところによると、ヒトをはじめ真核生物には無いものの、大腸菌をはじめほとんどの細菌で共通して見られるとのこと。結晶構造解析[6]によると、RNAに結合した3つのマグネシウムイオンにはさまれて、フッ化物イオンが認識されているようです。人工のフッ素認識システム天然のものだけではなく、人間の側からも、フッ素と結合する人工分子を紹介しましょう。ICP)法など他に優れた方法があるものの、今回の比較の趣旨は「ひとつの分子でフッ素をつまむこと」にあるので遠慮していただくことにして、個人的にユニークで面白いと思っている分子は、これらホウ素化合物です。基本の戦略として鍵になるポイントは、ホウ素原子の空のp軌道です。ルイス酸としてホウ素が、ルイス塩基としてフッ素が機能し、共役系の変化を色彩で見ようという方針です。プラナーボランの記事でも似たような反応が紹介されていました。フッ素あり化合物[1]詳しい光学特性は論文[1]をチェックアントラセンを3つボランにつなげた化合物[1]に加えて、水道水*に許容量以上のフッ素が含まれていないか調べることができる化合物[2]や、硫黄でもセレンでもなくカルコゲン元素としてテルルの性質を調べた化合物[3]も報告されています。フッ素の検出と言うよりも、フッ素の有無で分子の性質が変わるというところに、こちらは面白みを感じます。人間が作ったものでも、生き物の中で機能しているものでも、フッ素のつまみ方はそれぞれですが、ユニークな発想がどこかで役に立つと嬉しいですね。補注*フッ素の定量について実際はアリザリンコンプレクソンのランタン錯体を用いた方法が一般的なようです。最新の記事Green静岡で化学を教えています。第61回の海外化学者インタビューは、ドナルド・A・トマリア教授です。第60回の海外化学者インタビューは、マーティン・シュレーダー教授です。TweetsケムステFacebookケムステFacebookChem-Station(略称:ケムステ)はウェブに混在する化学情報を集約し、それを整理、提供する、国内最大の化学ポータルサイトです。名超の有志スタッフを擁する体制で運営しています。