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比較代謝化学的手法によるP-450機能性人工触媒の創製と薬物代謝研究への応用

研究課題

研究課題/領域番号 02453140
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 化学系薬学
研究機関東京大学

研究代表者

広部 雅昭  東京大学, 薬学部, 教授 (20012594)

研究分担者 樋口 恒彦  東京大学, 薬学部, 助手 (50173159)
増野 匡彦  東京大学, 薬学部, 助手 (90165697)
太田 茂  東京大学, 薬学部, 助手 (60160503)
長野 哲雄  東京大学, 薬学部, 助教授 (20111552)
研究期間 (年度) 1990 – 1992
研究課題ステータス 完了 (1992年度)
配分額 *注記
7,700千円 (直接経費: 7,700千円)
1992年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1991年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1990年度: 6,700千円 (直接経費: 6,700千円)
キーワードシトクロムP-450 / シトクロムP-450モデル / ポルフィリン / 薬物代謝 / 酸化 / チトクロームP-450 / アルカン水酸化 / 芳香環水酸化 / Ru-ポルフィリン / チトクロームc / チトクロ-ムP450 / 西洋ワサビペルオキシデ-ス / チトクロ-ムc / 鉄ポルフィリン / 脱カルボン酸反応 / チトクロ-ムPー450化学モデル / 比較代謝化学 / ミクロペルオキシダ-ゼ / チトクロ-ムPー420 / 活性代謝物 / S軸配位子
研究概要

薬物代謝を司るシトクロムP-450の反応機構を明らかにすると共に、その機能を化学的にシュミレートした人工代謝系を構築し、薬物代謝研究へ応用することを究極の目的とし、本研究費交付年限である3年間に分担者相互の有機的協力体制下に効率良く研究は進展し多くの興味のある重要な成果を得ることが出来た。これらの成果は以下のように分類、集約される。
1.ヘム鉄S配位子の反応性への効果ーS配位P-450モデル錯体を用いることにより、S配位子はhydrophobicな環境下でも反応中間体(パーオキソ錯体)のO-O結合をヘテロに開裂させ、Fe^<5+>オキセノイドタイプの強力な酸化活性種生成を促進させることを初めて明らかにした。
2.ヘム酸素の化学修飾による機能変換ー電子伝達を司るシトクロムcの固定化、及び部分加水分解によりP-450様基質酸化活性が発現した。さらに ^<18>Oを用いた反応の解析などより反応機構もP-450と類似していることが示せた。
3.高効率ポルフィリン触媒の開発ーオレフィンのエポキシ化触媒としてRu-ポルフィリン12,6-二置換ピリジンN-オキシド系を開発した。さらに本系に塩酸などを添加すると従来のP-450モデルでは活性が低かった不活性アルカンの酸化触媒として有効であることを見いだした。
4.P-450モデルを用いた薬物などの新規代謝反応、及び代謝物の検索ーポリペプチド担持鉄ポルフィリンなどP-450モデルの反応解析より、アニリン類のカップリング反応、ピペリジン環β-位酸化反応、酸化的脱炭酸反応などを見いだした。これらの反応はP-450によって触媒される新規代謝反応であることを明らかにした。さらに酸素系では不安定なために得られない代謝中間体の合成にもP-450モデルが有用であることが示せた。

報告書

(4件)
  • 1992 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1991 実績報告書
  • 1990 実績報告書
  • 研究成果

    (62件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (62件)

  • [文献書誌] T.Higuchi: "Synthesis of a Highly Stable Iron Porphyrin Coordinated by Alkylthiolate Anion as a Model for Cytochrome P-450 and Its Catalytic Activity in O-O Bond Cleavage." J.Am.Chem.Soc.,. 112. 7051-7053 (1990)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Mashino: "Sulfide Oxidation,Amine N-Demethylation,and Olefin Oxidation by Heme-Undecapeptide,Microperoxidase-11,in the Presence of Hydrogen Peroxide." Tetrahedron Lett.,. 31. 3163-3166 (1990)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nagatsu: "Application of Chemical P-450 Model Systems to Study on Drug Metabolism(III);Oxidation of 3-Isobutyry1-2-isopropylpyrazolo-[1,5-a]pyridine." Chem.Pharm.Bull.38. 400-403 (1990)

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  • [文献書誌] H.Masumoto: "H.Masumoto,S.Ohta,and M.Hirobe;comparative Study on Drug Metabolism Using Cyt.P-450 Chemical Model and Liver Microsomal Systems." J.Pharmacobio-Dyn.,. 13. S-65 (1990)

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  • [文献書誌] K.Aihara: "Metabolic Activation of o-Methoxyphenols via O-Demethylation with a Cu^<2+>-Ascorbic Acid-O_2 System as a Functional Model of Cytochrome P-450." J.Pharmacobio-Dyn.,. 13. S-7 (1990)

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  • [文献書誌] 広部 雅昭: "コルベン内代謝反応ー生体機能を化学的に模倣する。" 化学. 45. 448-449 (1990)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Masumoto: "Application of Chemical Cytochrome P-450 Model Systems to Studies on Drug Metabolism IV.Mechanism of Piperidine Metabolism Pathways via an Iminium Intermediate." Drug Metab.Dispos.,. 19. 768-780 (1991)

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  • [文献書誌] S.Nakamura: "Substrate Oxidation Catalyzed by Heme-Undecapepttede,Microperoxidase-11 in the Precense of Iodosvl-benzene and Cumene Hydroperoxide." J.Pharmacobio-Dyn.,. 14. S-115 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Higuchi: "Highly Efficient Oxygen Transfer Reactions from Various Heteroaromatic N-Oxedes to Olefins Alcohols,and Sulfides Catalyzed by Ruthenium Porphyrins." Tetrahedron Lett.,. 32. 7435-7438 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Nakamura: "^<18>O Incorporation from H_2 ^<18>O_2 in the Oxidation of N-Methyl-carbazole and Sulfides Catayzed by Microperoxidase-11." Tetrahedron Lett.,. 33. 5409-5413 (1992)

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  • [文献書誌] H.Ohtake: "The Selectivities and The Mechanism on Highly Efficient Epoxidation of Olefins with 2,6-Disubstituted Pyridine N-Oxides Catalyzed by Ruthenium Porphyin." Tetrahedron Lett.33. 2521-2524 (1992)

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  • [文献書誌] M.Komuro: "Oxidative Decarboxylation of Carboxylic Acids by Iron Porphyrin-Iodosylbenzene System." Tetrahedron lett.,. 33. 4949-4952 (1992)

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  • [文献書誌] H.Ohtake: "The Highly Efficient Oxidation of Alkanes and Alkylalcohols with Heteroaromatic N-oxides Catalyzed by Ruthenium Porphyrins." J.Am.Chem.Soc.114. 10660-10662 (1992)

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  • [文献書誌] T.Mori: "Oxygen Activation by Iron(III)-Porphyrin/NaBH_4/Me_4NOH System as Cytocrome P-450 Model--Oxygenation of Olefin,N-Dealkylation of Tertiaryamine,Oxidation of Sulfide,and Oxidative Cleavege of Ether Bond--." Chem.Pharm.Bull.,. 41. 292-295 (1993)

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  • [文献書誌] R.Akasaka: "Cytochrome P-450-Like Substrate Oxidation Catalyzed by Cytocrome c and Effect of Immobilization." Arch.Biochem.Biophys.,.

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Doi: "Application of Chemical Cytochrome P-450 Model Systems to Studies on Drug Metabolism VI.N,N-Coupling Reaction of N-methylaniline Catalyzed by Polypeptide-Bound Porphirinatoiron(III)and Cytochrome P-450." Biochem.Biophys.Res.Comm.,.

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.O.Moon: "Free Energy Activation in P-450-Catalyzed N,N-Dimethylaniline N-Demethylation." Arch.Biochem.Biophys.,.

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 広部 雅昭: "Supramolecular Assemblies,New Developments in Biofunctional Chemistry." Mita Press, 9 (1990)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 広部 雅昭: "医薬品の開発、第18巻 薬物の代謝" 広川書店, 8 (1990)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 広部 雅昭: "医療のための新しい材料;生体機能性材料の新展開" クバプロ, 14 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Higuchi: "Synthesis of a Highly Stable Iron Porphyrin Coordinated by Alkylthiolate Anion as a Model for Cytochrome P-450 and Its Catalytic Activity in O-O Bond Cleavage." J.Am.Chem.Soc.112. 7051-7053 (1990)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Mashino: "Sulfide Oxidation, Amine N-Demethylation, and Olefin Oxidation by Heme- Undecapeptide, Microperoxidase-11, in the Presence of Hydrogen Peroxide." Tetrahedron Lett.31. 3163-3166 (1990)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nagatsu: "Application of Chemical P-450 Model Systems to Study on Drug Metabolism (III); Oxidation of 3-Isobutyryl-2-isopropylpyrazolo-[1,5-a]pyridine." Chem.Pharm.Bull.38. 400-403 (1990)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Masumoto: "Comparative Study on Drug Metabolism Using Cyt.P-450 Chemical Model and Liver Microsomal Systems." J.Pharmacobio-Dyn.13. s-65 (1990)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Aihara: "Metabolic Activation of o-Methoxyphenols via O-Demethylation with a Cu^<2+>- Ascorbic Acid-O_2 System as a Functional Model of Cytochrome P-450." J.Pharmacobio-Dyn.13. s-7 (1990)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Hirobe: "Drug Metabolism in Flask - Biomimetic Chemistry" Kagaku. 45. 448-449 (1990)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Masumoto: "Application of Chemical Cytochrome P-450 Model Systems to Studies on Drug Metabolism IV. Mechanism of Piperidine Metabolism Pathways via an Iminium Intermediate." Drug Metab.Dispos.19. 768-780 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Nakamura: "Substrate Oxidation Catalyzed by Heme-Undecapepttide, Microperoxidase-11 in the Precense of Iodosyl-benzene and Cumene Hydroperoxide." J.Pharmacobio-Dyn.14. s-115 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Higuchi: "Highly Efficient Oxygen Transfer Reactions from Various Heteroaromatic N-Oxides to Olefins Alcohols, and Sulfides Catalyzed by Ruthenium Porphyrins." Tetrahedron Lett.32. 7435-7438 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Nakamura: "^<18>O Incorporation from H_2^<18>O_2 in the Oxidation of N-Methylcarbazole and Sulfides Catalyzed by Microperoxidase-11." Tetrahedron Lett.33. 5409-5413 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Ohtake: "The Selectivities and The Mechanism on Highly Efficient Epoxidation of Olefins with 2,6-Disubstituted Pyridine N-Oxides Catalyzed by Ruthenium Porphyrin." Tetrahedron Lett.33. 2521-2524 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Komuro: "Oxidative Decarboxylation of Carboxylic Acids by Iron Porphyrin-Iodosyl- benzene System." Tetrahedron lett.33. 4949-4952 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Ohtake: "The Highly Efficient Oxidation of Alkanes and Alkylalcohols with Heteroaromatic N-oxides Catalyzed by Ruthenium Porphyrins." J.Am.Chem.Soc.114. 10660-10662 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Mori: "Oxygen Activation by Iron(III)-Porphyrin/NaBH_4/Me_4NOH System as Cytocrome P-450 Model --Oxygenation of Olefin, N-Dealkylation of Tertiaryamine, Oxidation of Sulfide, and Oxidative Cleavege of Ether Bond--." Chem.Pharm.Bull.41. 292-295 (1993)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Akasaka: "Cytochrome P-450-Like Substrate Oxidation Catalyzed by Cytocrome c and Effect of Immobilization." Arch.Biochem.Biophys.(1993)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Doi: "Application of Chemical Cytochrome P-450 Model Systems to Studies on Drug Metabolism VI. N, N-Coupling Reaction of N-methylaniline Catalyzed by Polypeptide-Bound Porphirinatoiron (III) and Cytochrome P-450." Biochem.Biophys.Res.Comm.(1993)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.-O.Moon: "Free Energy Activation in P-450-Catalyzed N, N-Dimethylaniline N-Demethylation." Arch.Biochem.Biophys.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Hirobe: Mita Press. Molecular Design and Development of Artificial Cytochrome P450; Supramolecular Assemblies, New Developments in Biofunctional Chemistry., 199-207 (1990)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Hirobe: Hirokawa. Problems and Feature of Drug Metabolism Study (Development of New Methotrogy), 205-212 (1990)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Hirobe: Kubapuro. Development of Cytochrome P-450 Model for Drug Metabolism, 163-177 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Nakamura: "^<18>o Incorporation from H_2^<18>o_2 in the Oxidation of N-Methyl-carbazole and Sulfides Catalyzed by Microperoxidase-11." Tetrahedron Lett. 33. 5409-5413 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ohtake: "The Selectivities and The Mechanism on Highly Efficient Epoxidation of Olefins with 2,6-Disubstituted Pyridine N-Oxides Catalyzed by Ruthenium Porphyrin." Tetrahedron Lett.33. 2521-2524 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] M.Komuro: "Oxidative Decarboxylation of Carboxylic Acids by Iron Porphyrin-Iodosylbenzene System." Tetrahedron Lett.33. 4949-4952 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ohtake: "The Highly Efficient Oxidation of Alkanes and Alkylalcohols with Heteroaromatic N-oxides Catalyzed by Ruthenium Porphyrins." J.Am.Chem.Soc.114. 10660-10662 (1992)

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      1992 実績報告書
  • [文献書誌] T.Mori: "Oxygen Activation by Iron(III)-Porphyrin/NaBH_4/Me_4NOH System as Cytocrome P-450 ModelーーOxygenation of Olefin,N-Dealkylation of Tertiaryamine,Oxidation of Sulfide,and Oxidative Cleavege of Ether Bondーー" Chem.Pharm.Bull.41. 292-295 (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] R.Akasaka: "Cytochrome P-450-Like Substrate Oxidation Catalyzed by Cytocrome c and Effect of Immobilization." Arch.Biochem.Biophys.

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] T.Doi: "Application of Chemical Cytochrome P-450 Model Systems to Studies on Drug Metabolism IV.N,N-Coupling Reaction of N-methylaniline Catalyzed by Polypeptide-Bound Porphirinatoiron(III)and Cytochrome P-450." Biochem.Biophys.Res.Comm.

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      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroshi Masumoto: "Application of Chemical Cytochrome Pー450 Model Systems to Studies on Drug Metabolism IV.Mechanism of Piperidine Metabolism Pathways via an Iminium Intermediate." Drug Metab.Dispos.19. 768-780 (1991)

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      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Tsunehiko Higuchi: "Highly Efficient Oxygen Transfer Reactions from Various Heteroaromatic NーOxides to Olefins Alcohols,and Sulfides Catalyzed by Ruthenium Porphyrins." Tetrahedron Letters. 32. 7435-7439 (1991)

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      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Shigeo Nakamura: "Substrate Oxidation Catalyzed by HemeーUndecapeptide,Microperoxidaseー11,in the Presence of Iodosylbenzene and Cumene Hydroperoxide." J.PharmacobioーDyn.14. S-115-115 (1991)

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      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Reiko Akasaka: "Polyーδーmethylglutamate Bind Horseradish Peroxidase and Cytocrome c.Catalyzed Cytocrome P450 Type Substrate Oxidations." Arch.Biochem.Biophys.

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      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Shigeo Nakamura: " _<18> Incorporation into Sulfides and Nーmethylcarbazole from H_2^<18>O_2 Catalyzed by Hemeーundecapeptide,Microperoxidaseー11." Tetrahedron Lett.

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      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Tadahiko mashino: "Application of Chemical Cytochrome Pー450 Model Systems to Studies on Drug Metabolism V.Nーmethylaniline Coupling Reaction Catalyzed by Polypeptide Bind Ironーporphyrin and Rat Liver Microsomes." Drug Metab.Dispos.

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      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Masakatsu Komuro: "Oxidative Decarboxylation of Carboxylic Acids with a Cytochrome Pー450 Chemical Model System." Tetrahedron Lett.

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      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Masakatsu Komuro: "A Novel Mode for Carboxylic Acid Metabolism:Oxidative Decarboxylation of Carboxylic Acids by Cytochrome Pー450ーrelated Ezymatic Reaction." Drug Metab.Dispos.

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      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Tsunehiko Higuchi: "Axial Ligand Effect of Thiolate Anion on the Catalytic Activity of Iron Porphyrin in OーO Bond Cleavage Reaction in relation to Cytochrome Pー450 Catalysis." Journal of the American Chemical Society.

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      1991 実績報告書
  • [文献書誌] H.Masumoto: "Comparative Study on Drug Metabolism Using Cyt.Pー450 Chemical Model and Liver Microsomal Systems." J.PharmacobioーDyn.,. 13. S65-65 (1990)

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] T.Higuchi: "Synthesis of a Highly Stable Iron Porphyrin Coordinated by Alkylthiolate Anion as a Model for Cytochrome Pー450 and Its Catalytic Activity in OーO Bond Cleavage." J.Am.Chem.Soc.112. 7051-7053 (1990)

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] K.Aihara: "3ーHydoroxycoumarins:First Direct Preparation from Coumarins Using a Cu^<2+>ーAscorbic AcidーO_2 System and Their Potent Bioactivities." Biochem.Biophys.Res.Comm.168. 169-175 (1990)

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] K.Aihara: "Increasing 5ーLipoxygenase Inhibitory Activities by Oxidative Conversion of oーMethoxyphenols to Catechols Using a Cu^<2+> ーAscorbic Acidー O_2 System." Chem.Pharm.Bull.38. 842-844 (1990)

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nagatsu: "Application of Chemical Pー450 Model Systems to Study on Drug Metabolism (III);Oxidation of 3ーIsobutyry1ー2ーisopropylpyrazoloー[1,5ーa]pyridine." Chem.Pharm.Bull.38. 400-403 (1990)

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] T.Mashino: "Sulfide Oxidation,Amine NーDemethylation,and Olefine Oxidation by HemeーUndecapeptide,Microperoxidaseー11,in the Presence of Hydrogen Peroxide." Tetrahedron Lett.31. 3161-3166 (1990)

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      1990 実績報告書

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公開日: 1990-04-01   更新日: 2016-04-21  

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