Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
本研究では、多彩な反応性をもつ金属錯体触媒と、精緻な反応場を提供するバレル型タンパク質の融合により、アシンメトリー配位圏を有するバイオハイブリッド触媒を構築し、従来の金属錯体や酵素にはない新たな位置選択性や官能基選択性を付与した合成反応の開拓をする。反応性の高いロジウム錯体を固定化したバイオハイブリッド触媒を活用し、位置選択的な炭素－炭素結合形成反応を達成する。
本研究では、多彩な反応性を示す金属錯体触媒と、精緻な反応場を提供するバレル型タンパク質の融合により、アシンメトリー配位圏を有するバイオハイブリッド触媒を構築し、従来の金属錯体や酵素にはない新たな位置選択性や官能基選択性を付与した合成反応の開拓に取り組んだ。反応性の高いRh錯体を固定化したバイオハイブリッド触媒を活用し、位置選択的な炭素－炭素結合形成反応、また、バレル空孔内に芳香環拡張型のアシンメトリー配位圏を構築し、不斉Diels-Alder 反応を実証した。タンパク質には、強固なベータバレル構造を有するニトロバインディンの疎水空孔を活用して、様々な金属錯体触媒を共有結合により残基選択的に固定化したバイオハイブリッド触媒を開発してきた成果を踏まえて、ペンタメチルシクロペンタジエニル配位子をもつRh(III)錯体を選択し、マレイミドを導入した錯体とニトロバインディンの疎水空孔内のシステインを共有結合的に連結可能な手法を確立した。ジチオリン酸配位子で空配位座を保護したRh(III)錯体をタンパク質に連結後、硝酸銀の添加により、Rh(III)錯体を活性化する手法である。この手法により調製したバイオハイブリッド触媒は、硝酸銀存在下、フェニルオキシム及びアルキンの付加環化反応において触媒活性を示すことを明らかにした。またRh(III)錯体を連結したバイオハイブリッド触媒をマルトース結合タンパク質と融合することによって、活性評価をハイスループットにスクリーニングする実験系を確立した。Rh活性部位近傍のアミノ酸残基に部位飽和変異を導入した4000種類のスクリーニングを達成し、指向性進化工学によりバイオハイブリッド触媒の活性を向上することに成功した。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2021 2020 2019 Other
All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results, Peer Reviewed: 4 results, Open Access: 3 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results, Invited: 3 results) Book (2 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)
Journal of Inorganic Biochemistry
Volume: 216 Pages: 111352-111352
10.1016/j.jinorgbio.2020.111352
ChemBioChem
Volume: 21 Issue: 9 Pages: 1274-1278
10.1002/cbic.201900692
Inorganic Chemistry
Volume: 59 Issue: 19 Pages: 14457-14463
10.1021/acs.inorgchem.0c02245
Volume: 22 Issue: 4 Pages: 679-685
10.1002/cbic.202000681
https://onoda-lab.jp/
http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~hayashiken/index.html
