2014 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Molecule Activation Directed toward Straightforward Synthesis |
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| Project/Area Number |
22105013
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
林 高史 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20222226)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ハイブリッド触媒 / 人工生体触媒 / 有機金属錯体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体内の触媒である酵素は、本来不活性あるいは低活性な分子を水中かつ温和な条件下において、選択的かつ迅速に変換しうる非常に優れた能力を示す。その理由は、酵素の基質結合部位で、基質あるいは基質と反応する小分子が幾つかのアミノ酸の協同効果によって効率的に活性化したり、基質分子の反応点の位置かつ立体が制御されながら反応が円滑に進行することに由来する。一方、同様な反応をいわゆる通常のフラスコ内で触媒非存在下において進行させる場合には厳しい条件が必要であることが多く、さらに副反応も危惧される。そこで、タンパク質を利用して新しい生体触媒を創製し、目的の基質を水中でスムーズに変換することは、興味深い研究課題である。
本課題研究では、上記の意義をふまえ、平成２６年度および２７年度は、ニトロバインディンを用い、そのタンパク質内に結合している補欠分子ヘムを除去して得られるβバレル空孔を、反応場として利用した。具体的には、Grubbs触媒を空孔内に導入し、TON（触媒回転率）の高いRing Opening Metathesis 反応を水中で実現した。また同じハイブリッド触媒を用いて、Ring Closing Metathesis反応も進行することを確認した。次に、terpyridine配位子をニトロバインディン空孔内に導入し、Cu(II)イオンを添加することにより、ハイブリッド触媒を構築し、立体選択的Diels-Alder反応が進行することも明らかとした。さらに、前年度まで用いていたRhCp錯体をRhCp*錯体に変換し、水素化反応等の触媒としても利用可能であることを確認した。一方、引き続き、ヘムを除去したアポミオグロビンにコバルトポルフィリノイド錯体を挿入し、メチオニン合成酵素の機能モデルとしてメチル転移反応を追跡し、本来の酵素の作用機序について言及を行った。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] A Highly Active Biohybrid Catalyst for Olefin Metathesis in Water: Impact of a Hydrophobic Cavity in a β-Barrel Protein2015
Author(s)
Daniel F. Sauer, Tomoki Himiyama, Kengo Tachikawa, Kazuki Fukumoto, Akira Onoda, Eiichi Mizohata, Tsuyoshi Inoue, Marco Bocola, Ulrich Schwaneberg, Takashi Hayashi, and Jun Okuda
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Journal Title
ACS Catal.
Volume: 5
Pages: 7519-7522
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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