2014 Fiscal Year Annual Research Report
ビタミンＢ１２誘導体とヒト血清アルブミンによる可視光利用人工酵素の開発
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24550191
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
増子 隆博 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 技術専門職員 (40457445)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ビタミンB12 / 触媒反応 / 金属酵素 / バイオインスパイアード / 光増感剤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
土壌や地下水には、過去に農薬や洗浄用溶剤として使用された有機ハロゲン化合物が残存している。これらは量としては少ないとしても、自然界においては難分解性という性質があり、長期的な環境汚染や生物への影響が懸念される。一方、天然に存在するビタミンB12依存性酵素であるリダクティブデハロゲナーゼは、テトラクロロエチレンの脱塩素化反応を行なうことが知られている。本研究では、このような有機ハロゲン化合物を水系かつ温和な条件下で触媒的に進行させる人工酵素の構築に成功した。活性中心となるビタミンB12の側鎖をアミド結合からエステル結合へと化学修飾することにより、有機溶媒中での取り扱いが容易となる疎水性ビタミンB12の利点を生かし、α-ヘリックスのループ構造を多く含むヒト血清アルブミン(HSA)の疎水場に効率的に取り込ませ、新たな人工酵素を構築した。HSAは血液中に存在し、その疎水場にはさまざまな化合物を取り込み、運搬することが可能である。過去にも有機合成した鉄ポルフィリン誘導体を取り込ませた報告がされている。本研究では、HSAと疎水性ビタミンB12を組み合わせた人工酵素に、光増感剤であるルテニウム錯体を組み合わせ、可視光を用いた脱ハロゲン化反応に成功した。ルテニウム錯体に光照射することによって疎水性ビタミンB12の中心金属であるCo(II)が超求核性を有するCo(I)へと還元され、脱ハロゲン化反応が進行するが、このCo(I)はHSAの疎水的な場に固定されているため、バルクの水による失活が抑えられる。また、有機ハロゲン化合物そのものが水に難溶性であるため、低濃度であってもHSAの疎水場に集積しやすくなり、より反応が効率的に進行しやすくなっていると考えられる。
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