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タンパク質反応場を基盤とする生体分子・有機金属ハイブリッド物質変換システムの構築

Publicly Offered Research

Project AreaMolecule Activation Directed toward Straightforward Synthesis
Project/Area Number 23105530
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

松尾 貴史  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 准教授 (50432521)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywordsホベイダグラブス錯体 / キモトリプシン / 有機金属酵素 / メタセシス / チオールサブチリシン / セリンプロテアーゼ / 阻害機構 / 有機金属タンパク質
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、ホベイダグラブス錯体を導入したキモトリプシンが触媒できる反応のタイプと触媒活性向上の方法について検討した。その結果、開環メタセシスポリマー化(ROMP)やクロスメタセシスに対しては反応性が低く、閉環メタセシス等の基質1分子が関与する反応に特化した触媒であることが明らかとなった。また、中性付近での触媒活性の向上に塩化カリウム(KCl)などの塩化物塩の添加が有効であることが分かった。この理由について検討するために、紫外可視吸収スペクトルにより反応を追跡したところ、KCl非存在下では、約2時間の半減期で、ホベイダグラブス錯体に特徴的な370nm付近の吸収バンドが消失することが観測された。また、観測開始後1時間経過したときにKClを添加すると、吸収バンドの回復が見られた。これらの結果は、塩化物イオンが関与する平衡反応が存在しており、中心金属上で配位する塩化物イオンの解離であると考えられる。したがって、水系メタセシスにおいて、中心金属上で配位する塩化物イオンの解離を抑制することが必須であることを示している。従来、低pH条件下での触媒活性の向上が知られているが、本研究の結果は、塩化物イオンの濃度を維持さえすれば、錯体の不活性化を抑制しながら触媒反応を行うことが可能であるということを示しており、より穏やかな条件下での反応、あるいは酸に敏感な基質を用いた反応に対して実用的な指針が得られたと考えられる。
また、チオールサブチリシン活性部位の構造的特徴に基いたシステインおよびヒスチジン配位の銅錯体の構築を行い、吸収スペクトルおよび電子スピン共鳴スペクトルにより、タイプII型の配位構造が形成されていることが分かった。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Relationship between the Electron Density of the Heme Fe Atom and the Vibrational Frequencies of the Fe-Bound Carbon Monoxide in Myoglobin2013

    • Author(s)
      R. Nishimura, T. Shibata, H. Tai, I. Ishigami, T. Ogura, S. Nagao, T. Matsuo, S. Hirota, K. Imai, S. Neya, A. Suzuki, and Y, Yamamoto
    • Journal Title

      Inorg. Chem.

      Volume: 52 Issue: 6 Pages: 3349-3355

    • DOI

      10.1021/ic3028447

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reaction Pathway and Free Energy Profile for Conversion of pi-Conjugation Modes in Porphyrin Isomer2012

    • Author(s)
      Takashi Matsuo
    • Journal Title

      J. Org. Chem.

      Volume: 77 Issue: 20 Pages: 8946-8955

    • DOI

      10.1021/jo3013379

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Creation of an Artificial Metalloprotein with a Hoveyda-Grubbs Catalyst Moiety through the Intrinsic Inhibition Mechanism of alpha-Chymotrypsin2012

    • Author(s)
      Takashi Matsuo, Chie Imai, Takefumi Yoshida, Takashi Saito, Takashi Hayashi, Shun Hirota
    • Journal Title

      Chem.Commun.

      Volume: 48 Issue: 11 Pages: 1662-1664

    • DOI

      10.1039/c2cc16898g

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of Rhenium (I) Tricarbonyl Complexes with Carbohydrate-Pendant Tridentate Ligands and their Cellular Uptake2012

    • Author(s)
      Yuji Mikata, Kyoko Takahashi, Yuka Noguchi, Masami Naemura, Anna Ugai, Saori Itami, Keiko Yasuda, Satoshi Tamotsu, Takashi Matsuo, Tim Storr
    • Journal Title

      Eur.J.Inorg.Chem.

      Volume: 2012 Issue: 2 Pages: 217-225

    • DOI

      10.1002/ejic.201100953

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] サブチリシン活性部位のアミノ酸側鎖を配位子とする金属錯体の構築と反応性の評価2013

    • Author(s)
      権田勝也
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
    • Year and Date
      2013-03-22
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] サブチリシン活性部位のアミノ酸側鎖を配位子とする銅錯体の構築と反応性評価2012

    • Author(s)
      権田勝也
    • Organizer
      第62回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      富山大学五福キャンパス
    • Year and Date
      2012-09-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Construction of Artificial Proteins Based on Intrinsic Structural/Functional Characteristics of Parent Proteins2012

    • Author(s)
      Takashi Matsuo
    • Organizer
      第62回錯体化学討論会、英語セッション
    • Place of Presentation
      富山大学五福キャンパス
    • Year and Date
      2012-09-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ホベイダ-グラブス触媒部位を有するα-キモトリプシンの構築と反応性の評価2012

    • Author(s)
      川原慶也
    • Organizer
      第62回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      富山大学五福キャンパス
    • Year and Date
      2012-09-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ホベイダーグラブス触媒部位を有する化学修飾α-キモトリプシンのキャラクタリゼーションと反応性2012

    • Author(s)
      川原慶也、松尾貴史、吉田武史、廣田俊
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス(横浜市)
    • Year and Date
      2012-03-27
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 水溶性グラブスホベイダ錯体の構造および触媒活性に対するpH・塩濃度効果2011

    • Author(s)
      吉田武史,松尾貴史、廣田俊
    • Organizer
      第61回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      岡山理科大学(岡山市)
    • Year and Date
      2011-09-18
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Incorporation of Grubbs catalyst into protein through protease inhibition mechanism2011

    • Author(s)
      Takashi Matsuo, Takefumi Yoshida, Chie Imai, Shun Hirota
    • Organizer
      15th International Conference of Biological Inorganic Chemistry (ICBIC-15)
    • Place of Presentation
      University of British Columbia (Vancouver, Canada)
    • Year and Date
      2011-08-08
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks] 松尾貴史ホームページ

    • URL

      http://mswebs.naist.jp/LABs/hirota/tmatsuo/matsuo_jpn.html

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://mswebs.naist.jp/LABs/hirota/tmatsuo/matsuo_jpn.html

    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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