2017 Fiscal Year Annual Research Report
柔らかなタンパク質反応場の論理設計に基づく高活性な金属酵素の開発
Publicly Offered Research
| Project Area | Science on Function of Soft Molecular Systems by Cooperation of Theory and Experiment |
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| Project/Area Number |
16H00837
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
大洞 光司 大阪大学, 工学研究科, 助教 (10631202)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ミオグロビン / コリン / コバルト / ニッケル / 鉄 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
柔らかな反応場であるタンパク質マトリクスと高活性な金属錯体から構成される人工金属酵素について、その論理的設計に関する革新的かつ実用的な手法を創出し、実験化学的に示すことを目的とした。 具体的には、生体内で様々な転移反応を触媒するビタミンB12依存酵素等の反応性を単純なヘムタンパク質で再現し、さらに人工金属酵素として展開した。本年度は、昨年度に得られた知見を元に、活性の向上 を精力的にめざした。昨年度に実施した人工金属酵素の調製とその同定に基づいて、論理的な活性中心の作り込みと反応の評価を実施した。反応場を与えるタンパク質として従来より用いてきたミオグロビンに対し金属錯体の配位環境が大きく異なる西洋ワサビペルオキシダーゼを用いた。コバルトコリン錯体と複合化したところ、狙い通りに金属中心への強いヒスチジンによる配位を分光学的に確認した。また反応の活性種となり得るコバルト一価種を吸収スペクトルにより同定した。ニッケル錯体ではメタン発生反応を実施し、シトクロムb562内においてメチオニンからのメタン発生を予備的ではあるが確認した。また鉄ポルフィセンを含むミオグロビンが金属カルベン錯体を経由したスチレンのシクロプロパン化を円滑に進めることを発見した。天然のヘムを含むミオグロビンに比べて反応速度は600倍になり、反応性の違いをDFT計算を用いて考察した。上記のように高活性な人工酵素開発に関する重要な知見を得た。上記の研究成果は学会や学術論文として発表している。
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| Research Progress Status |
平成29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 |
平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(21 results)
