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Rational design of artificial metalloenzymes using protein metal complexes

Research Project

Project/Area Number 21H01954
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 34010:Inorganic/coordination chemistry-related
Research InstitutionOsaka Metropolitan University (2022-2023)
Osaka Prefecture University (2021)

Principal Investigator

Fujieda Nobutaka  大阪公立大学, 大学院農学研究科, 教授 (00452318)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Keywords人工金属酵素 / タンパク質配位子 / 立体分岐型合成 / 不斉反応 / 生体触媒
Outline of Research at the Start

化石資源の枯渇や環境汚染抑制の要請から、迅速かつ効率的な物質変換方法が求められている。そのため、無機、有機、超分子など幅広い分野の研究者がそれぞれの分子をもとに種々の触媒を構築し、種々反応の効率を向上させてきた。特に生体分子では温和な条件下で優れた反応性を発揮するものの、その制御が困難である。そこで、本研究では、小さなタンパク質を配位子としてタンパク質金属錯体を合成し、人為酵素としての機能向上を試行しながら、特異な反応場のエッセンスを抽出することを目的とする。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we found a simple method to create artificial enzymes by modifying the active center of the cupin protein. In highly selective proteins which was screened using this method, slight movement of the metal center was observed. Although it is a common theory that the metal centers of proteins are spacially fixed, it is becoming clear that they indeed move slightly in position thanks to the improvement of analytical techniques. The observations obtained in this study illustrate that we have succeeded in artificially installing such an important factor in the function of a natural enzyme into a protein.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では人為酵素を簡便に作成する方法の一端を見いだした。また、実際に様々なファインケミカルの材料に含まれる不斉炭素合成することにも成功した。今後は、さらなる展開を目指して、望みの化学機能を付与できる分子設計法として、新しい酵素工学の分野を開拓していくことで、物質変換技術に対しての重要な鍵手法になると期待される。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (49 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (44 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 9 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Asymmetric Michael addition catalysed by copper-amyloid complexes2024

    • Author(s)
      Fujieda Nobutaka、Tonomura Atsushi、Mochizuki Tomofumi、Itoh Shinobu
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 206-210

    • DOI

      10.1039/d3ra07900g

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      藤枝伸宇・松本隆聖
    • Journal Title

      バイオサイエンスとインダストリー

      Volume: 81 Pages: 520-521

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    • Author(s)
      Matsumoto Ryusei、Yoshioka Saho、Yuasa Miho、Morita Yoshitsugu、Kurisu Genji、Fujieda Nobutaka
    • Journal Title

      Chemical Science

      Volume: 14 Issue: 14 Pages: 3932-3937

    • DOI

      10.1039/d2sc06809e

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    • Author(s)
      SUGIMOTO Yu、FUJIEDA Nobutaka、KANO Kenji
    • Journal Title

      Electrochemistry

      Volume: 89 Issue: 3 Pages: 290-295

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.21-00030

    • NAID

      130008034654

    • ISSN
      1344-3542, 2186-2451
    • Year and Date
      2021-05-05
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  • [Book] 触媒総合事典2023

    • Author(s)
      触媒学会
    • Total Pages
      544
    • Publisher
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254252743
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URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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