ヒトロゲナーゼ活性部位の人工構築

• Project/Area Number: 02F02359
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: 無機化学
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 巽 和行 名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 教授
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 李 子ろんぐ 物質科学国際研究センター, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2002 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2004: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
• Keywords: ニトロゲナーゼ / ニッケル / 鉄 / チオラート錯体 / カルボニル錯体 / シアノ錯体 / 複核錯体 / 金属酵素

Research Abstract

[Ni-Fe]型ヒドロゲナーゼ活性部位の幾何構造に迫る、より高度な鉄/ニッケル複核錯体の構築に挑戦した。具体的には、カルボニル配位子とシアノ配位子が共存する鉄錯体を数多く合成し、様々なニッケルチオラート錯体との複核化反応を試みた。その結果、(PPh_4)[Fe(CO)_3(CN)_2Br]とK_2(pdt)(pdt=1,3-プロパンジチオラート)との反応から[Fe(CO)_2(CN)_2(pdt)](2-)錯イオンの生成をイオンスプレーマス分析およびIRで確認し、その会合体である(PPh_4)_3[KFe_2(CO)_4(CN)_4(pdt)_2](1)として単離・X線構造決定した。得られた鉄錯体(1)とニッケル錯体(PPh_4)[NiBr(dtc)](dtc=ジエチルジチオカーバメート)を低温(-40度C)で注意深く反応させることによって、Ni-Fe複核錯体(PPh_4)[Ni(dtc)(μ-pdt)Fe(CO)_2(CN)_2](2)を高収率で合成した。また、異なった置換基をもつdtc配位子を有する類似複核錯体を3種類合成し、構造決定を行った。さらに、Na[Fe(CO)_3(CN)_2Br]とLi_2[Ni(ndt)_2](ndt=ノルボルネンジチオラート)との反応生成物をPPh_4Brを用いて陽イオン交換することにより(PPh_4)_2[Ni(ndt)(μ-ndt)Fe(CO)_2(CN)_2](3)の存在をイオンスプレーマス分析によって確認した。これらのNi-Fe複核錯体は、目的とする[Ni-Fe]型ヒドロゲナーゼ活性部位構造に極めて近く、ヒドロゲナーゼの人工構築と機能解明の端緒が始めて開かれた。特に、カルボニル基とシアノ基が共存する鉄錯体とニッケルチオラート錯体との連結反応はこれまで困難であるとされており、本研究の成果はタンパク質内でのヒドロゲナーゼ活性部位構築の仕組みを知る手掛かりを与えるものである。これらの研究成果を発表するため、論文原稿を書き上げた。