2017 Fiscal Year Annual Research Report
Material Transformation Using Biocatalysts Assisted by External Additives
| Project Area | Precise Formation of a Catalyst Having a Specified Field for Use in Extremely Difficult Substrate Conversion Reactions |
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| Project/Area Number |
15H05806
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
荘司 長三 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (90379587)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 生体触媒 / 金属錯体 / シトクロムP450 / ヘム獲得蛋白 / 酸化反応 / ヘム / ポルフィリン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
酵素に擬似基質（デコイ分子）を取り込ませることで酵素の誤作動状態を意図的に創り出すと，本来の対象基質ではない基質を水酸化可能となる新規手法を開発し，パーフルオロアルキルカルボン酸をデコイ分子として取り込ませることにより，ガス状アルカンやベンゼンの選択的水酸化などの高難度酸化反応に成功している．カルボン酸のカルボキシル基をアミノ酸で修飾すると、フッ素原子を含まないカルボン酸であってもデコイ分子として機能することを明らかにしたことにより、非常に多くのカルボン酸をデコイ分子として利用できるようになった。本新学術領域研究の計画班と公募班の先生方から非天然アミノ酸やカルボン酸を提供していただき、新規デコイ分子の開発を進め、本年度は、いくつかのカルボン酸がデコイ分子として機能することを見出した。興味深いことに、尿素骨格を有するカルボン酸がアミノ酸修飾をしなくとも、ガス状アルカンの水酸化において高い活性を示すことを明らかにした。
鉄制限状態で緑膿菌が鉄分を獲得するために分泌するヘム獲得蛋白質のHasAと合成金属錯体の複合化に関しては、鉄ジフェニルポルフィリンやその誘導体，A02班の三宅准教授に提供していただいた，鉄ジアザポルフィリンが，安定に取り込まれることを明らかにした．既に，結晶構造解析にも成功しており，緑膿菌の生育阻害と合わせて論文として報告した．現在、他の合成金属錯体とHasAの複合化にも成功しており、結晶構造解析が成功し次第、論文として報告する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新学術領域研究の計画班および公募班研究者との共同研究でいくつかの成果が得られ、ヘム獲得蛋白質に関する研究は、論文としてまとめ発表した。さらに、シトクロムP450BM3の擬似基質として機能すると考えられる分子として提供を受けたいくつかのカルボン酸がシトクロムP450BM3による非天然基質の水酸化を加速するなどの結果が得られており投稿準備中である。これら以外にも、提供をいくつかの受けた金属錯体が、ヘム獲得蛋白質に取り込まれることも明らかにしており、結晶構造解析に成功し次第、論文として報告する。共同研究が順調に進んでおり、本申請課題は順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本新学術領域研究の計画班と公募班の先生方からデコイ分子の骨格として利用可能性のある非天然アミノ酸やカルボン酸を提供していただき新規デコイ分子の開発を進めていだが，尿素骨格を有するカルボン酸がそのままデコイ分子として利用できることなども分かってきたので，デコイ分子として利用する骨格をさらに広げ探索し、予想外の高活性を与えるデコイ分子を見つけ出す。尿素骨格を有するカルボン酸については、ガス状アルカンの水酸化において高い活性を示すことが明らかになったので、結晶構造解析を行うことで活性部位でのデコイ分子の配置を調べ、末端の構造などの最適化を図る．さらに，緑膿菌の分泌するヘム獲得蛋白質HasAが様々な合成金属錯体を補足可能であることを明らかにしてきたが、共同研究により様々な合成金属錯体を補足した人工金属酵素の作製を継続し，蛋白の反応場を生かした物質変換触媒の開発を行う．
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Research Products
(84 results)
