2017 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of novel hybrid catalysts by introducing a transition metal complex into an antigen binding site of monoclonal antibody
| 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 |
15H05807
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山口 浩靖 大阪大学, 理学研究科, 教授 (00314352)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | モノクローナル抗体 / 触媒 / キラル / 分子認識 / 特異性 / 遷移金属錯体 / スピロ化合物 / 抗原 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度までに下記の３項目の成果が得られた。（１）水系で不安定な遷移金属錯体に直接結合可能なモノクローナル抗体を作製することに成功した。単座配位子を有するパラジウム錯体に結合するモノクローナル抗体を新たに2種得た。作製したIgG抗体、並びに以前に作製したIgM抗体（ロジウム錯体を免疫して得られたモノクローナル抗体）とパラジウム錯体との各複合体を触媒として用い、アリル位アミノ化反応を行った。当該アリルアミノ化反応はパラジウム錯体のみではe.e. が0%であるのに対して、あるIgM抗体存在下では立体選択的に反応が進行した。モノクローナル抗体を用いてパラジウム触媒へのキラル環境付与が可能であることが分かった。（２）不斉配位子として用いられる分子の一方の光学異性体に強く結合するモノクローナル抗体を作製することで、キラル触媒を簡便・迅速に分割・精製できるシステムを構築できた。（３）高分子担体にタンパク質と遷移金属錯体をそれぞれ導入し、接触させたり離したりすることで、メカニカルに触媒反応を制御できるシステムが構築できた。また、本新学術領域内共同研究により、下記の項目において顕著な進展があった。（１）スピロ化合物に対するキラル認識能を有するモノクローナル抗体の作製、（２）高分子ゲルへのタンパク質－遷移金属錯体導入による新規触媒反応制御、（３）新たな機能性重合触媒となる抗体－遷移金属錯体複合体作製のための抗原合成成功、（４）有機触媒に結合するモノクローナル抗体の単離、（５）高分子モノリスに固定したタンパク質－遷移金属錯体の触媒活性増大 これらの研究進展により、精密に制御された反応場構築に向けた基礎的なユニット合成ができた。
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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
概要に記載したように複数の共同研究において研究進展があり、精密に制御された反応場構築に向けた基礎的なユニット合成ができたから。
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| Strategy for Future Research Activity |
不斉合成においてキーとなる立体構造を有する化合物を標的分子としてモノクローナル抗体を作製することにより、主に下記の3システムにおける新規触媒開発を行う。[1] スピロ化合物の不斉合成：スピロ化合物は鎮痛剤や抗炎症剤、抗がん作用を示す化合物になることが知られており、実用化に向けた不斉合成は重要なステップである。本年度、A02班計画班員との共同研究により、スピロ化合物の一方のエナンチオマーを強く結合するモノクローナル抗体が初めて得られた。この抗体はスピロ原子に結合した2つの環構造の相対配置を厳密に認識している可能性が高いことから、本抗体存在下、スピロ化合物生成反応を行うことで、高収率で目的の光学異性体が得られると予想される。さらにスピロ化合物を配位子とする金属錯体と抗体との複合体を新たな触媒として使用することで、このモノクローナル抗体をキラル反応場として活用する。[2] 不斉配位子に対するモノクローナル抗体を利用した特異的反応場の構築：これまでに不斉配位子として用いられるビナフチル誘導体の光学異性体の一方に特異的に結合するモノクローナル抗体を作製することで、光学純度の高いビナフチル誘導体を分離・精製するとともに、キラル触媒を簡便・迅速に精製できるシステムを構築した。このモノクローナル抗体とビナフチル基を配位子とする遷移金属錯体との複合体を調製し、立体特異性がある触媒制御システムを開発する。[3] 遷移金属錯体に直接結合するモノクローナル抗体を不斉源とする不斉触媒システム：これまでに作製してきたロジウム錯体やパラジウム錯体に対するモノクローナル抗体を利用して、水系で種々の触媒反応を実施し、立体特異性、基質選択性を調査する。
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