2014 Fiscal Year Annual Research Report
メタル化アミノ酸・ペプチドを基盤とする機能性超分子空間の創出
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26288036
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高谷 光 京都大学, 化学研究所, 准教授 (50304035)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | アミノ酸 / ペプチド / メタル化アミノ酸 / 超分子 / 自己組織化 / 人工酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請課題では，機能性金属錯体を自在に集積化する基礎的手法の開発を目的として，１）金属配列の制御されたメタル化ペプチドの合成法の開発（１次元制御），２）メタル化ペプチドの自己組織化によるメタル化ペプチド超分子合成，および幾何的構造の制御された共有結合連結を利用したメタル化ポリペプチド合成に基づく金属の２次元，３次元集積様式制御について研究する．また，３）得られたメタル化ペプチド超分子，メタル化ポリペプチドにおいて，複数金属間の電子的・磁気的相互作用および触媒作用の協働効果に基づく物性・機能創出を目指す．特に，細胞内化学への応用を目指し，細胞膜類似のベシクル・ミセル中で作用する超分子触媒や，超分子・高次構造変化を光・電気化学的に出力する化学センサーの開発を目的とした研究を遂行するものである。
平成２６年度には，ＲｕおよびＰｔ結合型ノルバリンペプチドの合成に取り組み，特に固層合成法およびフラグメント法によるメタル化オリゴペプチドの合成手法の開発に注力した研究を行った。その結果，Ｒｕが数個連結したノルバリンペプチドの合成に成功した。また，固層上に担持したペプチドにＲｕノルバリンを結合することに成功し，その際に金属流出やラセミ化が起こらないことを確認できた。また，Ｐｔ結合型アミノ酸／ペプチドについても天然のグルタミンから誘導したＰｔ結合型グルタミンペプチドの合成に成功した。さらに，Ｒｕ結合型ノルバリンの触媒作用について種々検討を行った結果，過酸化水素存在下に様々な芳香族化合物が効率良く酸化されることを見出した。
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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
メタル化アミノ酸・ペプチドの基礎的合成方法について，液相法によるフラグメント法の開発ならびに固層合成法によるペプチド伸長が可能であることを見出し，機能性メタル化ペプチドを合成する基礎的手法の確立に成功した。また，触媒機能についてもＲｕノルバリンの特異な酸化機能を世界で初めて明らかにするなど，機能開拓研究について先鞭をつけた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２７年度では，前年度に確立したメタル化ペプチド合成法を用いて，金属数が４～１２までのオリゴメタル化ペプチドの合成を目指す。また，これらの自己組織化による金属の３次元配列制御についても詳細な検討を行う。さらに，合成したオリゴメタル化ペプチドを用いた環状ペプチドの合成と自己組織化についても検討を行い，メタル化ペプチドナノチューブ構築の可能性について検討する。また，機能開拓については光機能に注力した研究を行い，光による小分子の励起と触媒変換について研究を行う。
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| Causes of Carryover |
分光測定用冷却ユニットおよびリサイクル分取HPLC装置については研究の進捗に応じて必要な分光セルおよび分取カラムの購入が必要となる．平成２６年度の研究結果に則して，平成２７年度あるいは平成２８年度に分光セルおよび分取カラムの設計・選定を行い，上記物品を購入するための費用として次年度使用額を確保した．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
現在までに開発に成功したメタル化アミノ酸，ペプチドについて，分取精製および物性測定を行うことのできる分取カラムおよび分光セルを購入する．
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Research Products
(46 results)
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[Journal Article] Investigation of Organoiron Catalysis in Kumada–Tamao–Corriu-Type Cross-Coupling Reaction Assisted by Solution-Phase X-ray Absorption Spectroscopy2015
Author(s)
Takaya, H.; Nakajima, S.; Nakagawa, N.; Isozaki, K.; Iwamoto, T.; Imayoshi, R.; Gower, N.; Adak, L.; Hatakeyama, T.; Honma, T.; Takagi, M.; Sunada, Y.; Nagashima, H.; Hashizume, D.; Takahashi, O.; Nakamura, M.
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Journal Title
Bull. Chem. Soc. Jpn.
Volume: 88
Pages: 410-418
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Partial Charge Transfer in Shortest Possible Metallofullerene Peapod, La@C82⊂[11]Cycloparaphenylene2014
Author(s)
Iwamoto, T.; Slanina, Z.; Mizorogi, N.; Guo, J.; Akasaka, T.; Nagase, S.; Takaya, H.; Yasuda, N.; Kato, T.; Yamago, S.
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Journal Title
Chem. Eur. J.
Volume: 20
Pages: 14403-14409
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Structure and Reactivity of Aryliron Intermediates in Iron-Catalyzed Cross-Coupling Reaction2014
Author(s)
Nakajima, S.; Hashimoto, T.; Nakagawa, N.; Imayoshi, R.; Gower, N. J.; Adak, L.; Honma, T.; Sunada, Y.; Nagashima, H.; Isozaki, K.; Hatakeyama, T.; Takaya, H.; Nakamura, M.
Organizer
International Symposium on the Synthesis and Application of Curved Organic π-Molecules and Materials
Place of Presentation
Kyoto Univ.
Year and Date
2014-10-14 – 2014-10-15
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[Presentation] Solution-Phase Structure of Organoiron Catalysts Illuminated by Synchrotron X-ray Absorption Spectroscopy2014
Author(s)
Takaya, H.; Nakajima, S.; Nakagawa,N.; Isozaki, K.; Imayoshi, R.; Gower, N. J.; Laksmikanta Adak, L.; Hatakeyama, T.; Iwamoto, T.; Tamenori, Y.; Honma, T.; Takagaki, M.; Sunada,, Y.; Nagashima, H.; Hashidzum,D.; Nakamura, M
Organizer
The 2nd International Conference on Organometallics and Catalysis
Place of Presentation
Todaiji Temple
Year and Date
2014-09-26 – 2014-09-28
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[Presentation] Structure and Reactivity of Aryliron Intermediates in Iron-Catalyzed Cross-Coupling Reactions2014
Author(s)
Nakajima, S.; Hashimoto, T.; Nakagawa, N.; Imayoshi, R.; Gower, N. J.; Adak, L.; Honma, T.; Sunada, Y.; Nagashima, H.; Isozaki, K.; Hatakeyama, T.; Takaya, H.; Nakamura, M.
Organizer
41st International Conference on Coordination Chemistry
Place of Presentation
Suntec City, Singapore
Year and Date
2014-07-22 – 2014-07-25
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[Presentation] ONO-Pincer Ruthenium-Complex-Bound Norvalines2014
Author(s)
Takenaka, T.; Takaya, H.; Isozaki, K.; Yokoi, T.; Yoshida, R.; Watanabe, T.; Yoshioka, K.; Yasuda, N.; Iwamoto, T.; Nakamura, M.
Organizer
The 4th International Conference on MEXT Project of Integrated Research on Chemical Synthesis & ICOMC 2014 Pre-symposium in Kyoto
Place of Presentation
Kyoto Univ.
Year and Date
2014-07-01 – 2014-07-01
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