Organic / Inorganic Hybrid Catalysts with Metalloenzyme Functions

2008 Fiscal Year Self-evaluation Report

• Project/Area Number: 18065018
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: HISAEDA Yoshio Kyushu University, 大学院工学研究院, 教授 (70150498)
• Project Period (FY): 2006 – 2009
• Keywords: ビタミンB12 / コバルト錯体 / 人工酵素 / ハイブリッド触媒 / 脱ハロゲン化反応 / 環拡大反応 / 光増感反応 / 無毒化

Research Abstract

金属酵素は天然のナノハイブリッド触媒であり、環境適合型の理想的な触媒系の1つである。本研究では、天然の金属酵素を模範とした有機・無機ハイブリッド触媒の開発を行う。金属酵素は、活性・高選択的であるが、構造安定性に欠けるという欠点を持ち、応用範囲が狭い。そこで、ナノ空間材料と金属錯体等の組み合わせにより、天然酵素を凌駕する機能をもつ触媒系を開発し、革新的触媒の発見を目指す。
本研究ではビタミンB12 酵素機能に注目する。生体触媒の妙は活性部位を取り巻くミクロ環境にあるので、金属錯体とナノ空間材料を組み合わせて、ハイブリッド触媒を構築するという戦略をとる。ナノ空間を利用する特性としては、反応加速・高選択性・特殊反応場効果が期待でき、環境適合型の画期的な触媒系の構築(機能イノベーション)が期待できる。特に、天然タンパクと金属錯体の組み合わせ、二酸化チタンやシリカゲルのような無機物と金属錯体の組み合わせによる新規触媒の開発を行う。

Research Products

• [Journal Article] Synthesis and Photochemical Property of a New Molybdenum Porphycene Complex (2009)
  • Author(s): Maeda, D.; Shimakoshi, H.; Abe, M.; Hisaeda, Y.
  • Journal Title: Dalton Trans. No.1 Pages: 140-145
• [Journal Article] Detoxification System for Inorganic Arsenic: Transformation of Arsenic Trioxide into Trimethylarsine Oxide (TMAO) by Vitamin B12 Derivatives and Conversion of TMAO into Arsenobetaine (2008)
  • Author(s): Nakamura, K.; Hisaeda, Y.; Pan, L.; Yamauchi, H.
  • Journal Title: Chem. Commun. No.41 Pages: 5122-5124
• [Journal Article] Photophysical and Photosensitizing Properties of Brominated Porphycenes (2008)
  • Author(s): Shimakoshi, H.; Baba, T.; Iseki, Y.; Aritome, I.; Endo, A.; Adachi, C.; Hisaeda, Y
  • Journal Title: Chem. Commun. No.25 Pages: 2882-2884
• [Journal Article] Enhanced Reactivity of Hydrophobic Vitamin B12 towards the Dechlorination of DDT in Ionic Liquid (2007)
  • Author(s): Jabbar, M. A.; Shimakoshi, H.; Hisaeda, Y.
  • Journal Title: Chem. Commun. Pages: 1653-1655
• [Journal Article] Synthesis and characterization of vitamin B12-hyperbranched polymer (2007)
  • Author(s): Tahara, T.; Shimakoshi, H.; Tanaka, A.; Hisaeda, Y.
  • Journal Title: Tetrahedron Lett. 48, No.29 Pages: 5065-5068
• [Journal Article] Organic/Inorganic Hybrid Nanomaterials with Vitamin B12 Functions (2006)
  • Author(s): Hisaeda, Y.; Masuko, T.; Hanashima, E.; Hayashi T.
  • Journal Title: Sci. Tech. Adv. Mater. 7 Pages: 655-661
• [Presentation] Catalytic Materials with Vitamin B12 Enzyme Functions(招待講演) (2008)
  • Author(s): Y. Hisaeda
  • Organizer: The IUMRS International Conference in Asia 2008
  • Place of Presentation: Nagoya, Japan
  • Year and Date: 20081200
• [Presentation] Molecular Transformations Catalyzed by Vitamin B12-TiO2 Hybrid Catalyst(招待講演) (2008)
  • Author(s): Y. Hisaeda
  • Organizer: The 9th International Symposium on Organic Reactions
  • Place of Presentation: Chiayi, Taiwan
  • Year and Date: 20081100
• [Presentation] Hybrid Nano-catalyst with Vitamin B12 Functions(招待講演) (2008)
  • Author(s): Y. Hisaeda
  • Organizer: The 4th Asian Bioligical Inorganic Chemistry Conference
  • Place of Presentation: Jeju, Korea
  • Year and Date: 20081100
• [Presentation] Bioinspired Catalysts Learned from Vitamin B12 Enzyme(招待講演) (2008)
  • Author(s): Y. Hisaeda
  • Organizer: 1st Kyushu University CNSI/UCLA Joint Symposium
  • Place of Presentation: Los Angels, USA
  • Year and Date: 20080100
• [Presentation] Photochemical Reduction of Molybdenum Porphycene(招待講演) (2007)
  • Author(s): Y. Hisaeda
  • Organizer: Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience
  • Place of Presentation: Gyeongju, Korea
  • Year and Date: 20071100
• [Book] 有機ハロゲン化合物を分解する生体関連触媒の開発, ,有機物の分解とそのメカニズム・分析, 第1章 第14 節, 情報機構 (2007)
  • Author(s): 久枝良雄, 嶌越恒
  • Total Pages: 73-86
• [Remarks] 研究成果が以下のように新聞により記事となり報道された。
• [Remarks] (1) 久枝良雄, 西日本新聞 朝刊, 2006 年4月19 日,「ハイブリッドナノ触媒」研究最前線〜さまざまな組み合わせを模索し、革新的触媒の開発へ〜
• [Remarks] (2) 久枝良雄, 読売新聞 朝刊, 2006 年4 月25 日, 新規触媒の開発 バイオインスパイアード触媒
• [Remarks] (3) 久枝良雄, 日本経済新聞 朝刊, 2007 年4 月16 日,ビタミンB12 光触媒と融合 九大