• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

生体分子機能電極を用いた生体系金属錯体の電子移動反応制御と精密化学反応への展開

研究課題

研究課題/領域番号 03241223
研究種目

重点領域研究

配分区分補助金
研究機関熊本大学

研究代表者

谷口 功  熊本大学, 工学部, 教授 (90112391)

研究期間 (年度) 1991
研究課題ステータス 完了 (1991年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1991年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード分子機能電極 / フェレドキシン / ミオグロビン / 酵素電極触媒反応 / 生物電気化学合成 / 分光電気化学 / 還元的カルボン酸サイクル / 二酸化炭素固定
研究概要

本研究では新規精密化学反応構築の基礎として、金属タンパク質の電極上での速い電子移動とその応用を目的とした研究を進めた。その成果の大略は下記の通りである。
1.タンパク質の速い電子移動が可能な機能電極の開発: 非ヘム系酸性タンパク質で光合成系における重要な電子伝達タンパク質であるフェレドキシンについて、In_2O_3やカ-ボン電極を用いて、適当なポリカチオンの共存下、明瞭なレドックス波が得られることを見出した。特にIn_2O_3電極上、微量のポリ-Lーリジン存在下で不均一電子移動速度定数5X10^<-3>cm/s程度の極めて速い直接電子移動が達成された。この電極は、起源の異なるフェレドキシンや部位特異的な人工変異分子についても適用できる。種々のフェレドキシンの電気化学測定から、光合成系非光合成系フェレドキシンの特性を明らかにするとともに、進化論的に保存された39番目及び46番目のセリン残基が必ずしもフェレドキシンの機能に必須のアミノ酸ではないことも示された。
また、馬心筋由来のヘム蛋白質であるミオグロビンの速い電子移動が可能な電極を得た。この電子移動が未変性ミオグロビンによるものであることを分光電気化学的手法で明らかにした。
2.フェレドキシンの電極反応を介した生物電気化学反応系の構築: フェレドキシンの電極反応を制御することで、種々の酵素反応系を共役させて精密合成化学反応への展開を可能とした。即ち、フェレドキシンーNADP^+ーリダクタ-ゼを用いてNADP^+からNADPHを生成させ、さらにNADPHを補酵素とする反応と組合わせて還元的カルボン酸サイクルの一部をモデル化した。例えば、リンゴ酸酵素存在下、ピルビン酸にCO_2を固定してリンゴ酸が生成する。また、同様に、NADPHを補酵素としてアンモニアを固定してアミノ酸合成も可能である。

報告書

(1件)
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (8件)

  • [文献書誌] TANIGUCHI,Isao: "Preparation of a Second Generation Glucose Sensor Using a Platinized Carbon Paper (PCP) Electrode" Proc.KoreaーJapan Joint Symp.on Chemical Sensors. 1. 31-36 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] TANIGUCHI,Isao: "Application of Promoter Modified Electrodes to Protein Electrochemistry" Proc.Fifth International Symp.on EIectrochem.1. 107-114 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 冨永 昌人: "カ-ボン電極上でのペルオキダ-ゼの電子移動反応" 分析化学. 40. 859-861 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] TANIGUCHI,Isao: "Electrochemistry of Myoglobin and Ferredoxin at an Indium Oxide Electrode" Rev.of Polarography. 37. 12 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] TANIGUCHI,Isao: "Electrocatalytic Reduction of Greenhouse gases Using Biofunctional Metal Complexes" Proc.of International Symp.on Chemical Fixation of Carbon Dioxide. 1. 81-88 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] TANIGUCHI,Isao: "Direct Electron Transfer of Ferredoxin at an Indium oxide Electrode in the Presence of PolyーLーlysine" Anal.Sci.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 谷口 功: "実験化学構座(日本化学会編) 第9巻 6章「有機電気化学」 執筆(pp.381ー392)" 丸善, 12(592) (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 谷口 功: "化学工業(特集号:高機能化する電極とその応用)「分子修飾による電極の機能制御」 執筆" 化学工業社, 7 (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

URL: 

公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi