非ヘム鉄錯体による酸素分子の活性化と炭化水素の選択的官能基化

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07215239
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 船引 卓三 京都大学, 工学研究科, 助教授 (70026061)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高野 幹夫 京都大学, 化学研究所, 教授 (70068138) ; 杉浦 幸雄 京都大学, 化学研究所, 教授 (40025698)
• Keywords: 非ヘム鉄錯体 / 酸素化酵素 / モノオキシゲナーゼ / ジオキシゲナーゼ / カテコール / 芳香環酸素化開裂 / 不活性炭化水素 / 酵素機能発現

Research Abstract

非ヘム有機鉄錯体による酸素の活性化と不活性炭化水素の触媒的酸素化を,非ヘム鉄酸素化酵素であるモノオキシゲナーゼおよびジオキシゲナーゼとの機能類似性という観点から,また,触媒化学的な観点から研究を実施した。特に,これらの反応における電子移動の重要性についての検討を重視した。
モノオキシゲナーゼ型反応に関しては,今年度は特にチロシンヒドロゲナーゼ型のフェノールの水酸化によるカテコールの生成反応に関して重点的に検討を行った。特にFe^<3+S>錯体として,電子吸引性の置換基を有するカテコールを配位子とした場合が最も高いカテコール生成が見らた。基質であるフェノールの鉄への配位,ヒドロキノンの電子移行剤として,また,フェノ-レート配位子としての役割,ヒドロキノン上の置換基効果などを基に,選択的オルト水酸化に関して新しい知見が得られた。
カテコールジオキシゲナーゼモデルによる芳香環からのジカルボン酸の合成反応に関しては,1)Fe^<3+>錯体によるintradiol型開裂を選択的,かつ,触媒的に行う反応系として主として4配位型の配位子を用いた錯体系で行った。特に,ピリジン添加効果や溶媒効果に関して興味深い結果が得られた。2)Fe^<2+>錯体によるExtradiol型開裂について,水やニトリル系溶媒の添加効果について新しい結果が得られた。Fe^<2+>錯体の安定化と酸素及び基質であるカテコールの活性化に関して,新しい提案を行った。ジオキシゲナーゼの一つであるリノール酸のリポキシナーゼ型ヒドロペルオキシ化反応に関し,種々のFe^<2+>錯体及びFe^<2+>錯体を用いて検討した。生成物分析と分光学的検討から,酵素系と同様にピリジンのように窒素配位による鉄の安定化が常用であるとの知見が得られた。

Research Products

• [Publications] T. Funabiki: "Functional Model Studies for Tyrosine Hydroxylases" J. Inorg. Biochem.59. 584- (1995)
• [Publications] 船引卓三: "錯体材料化学" 月間「化学工業」. 46. 617-623 (1995)
• [Publications] 船引卓三: "非ヘム鉄蛋白質の合成モデル[単核鉄サイトのモデル錯体]" 季刊化学総説「生物無機化学の新展開」. 24. 87-92 (1995)
• [Publications] Y. Sugiura: "Sequence preference for strand cleavage of gapped duplexes by dynamicin A" Biochemistry. 34. 9944-9950 (1995)
• [Publications] 杉浦幸雄: "Znフィンガー型DNA切断分子の分子設計" 蛋白質核酸酵素. 40. 1457-1464 (1995)
• [Publications] 杉浦幸雄: "ジンクフィンガータンパク質の機能変換" 日本臨床. 53. 2589-2596 (1995)