• 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

大規模密度汎関数計算による生体化学反応へのアプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 14390039
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 広領域
研究機関九州大学

研究代表者

吉澤 一成  九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (30273486)

研究分担者 塩田 淑仁  九州大学, 先導物質化学研究所, 助手 (70335991)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
10,700千円 (直接経費: 10,700千円)
2004年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2003年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2002年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
キーワード密度汎関数法 / 金属酵素 / シトクロムP450 / メタンモノオキシゲナーゼ / ヘムオキシゲナーゼ / トラジェクトリ法
研究概要

本研究では、大規模密度汎関数計算による生体化学反応へのアプローチを目指して、以下のような研究を行った。
(1)13000原子を超えるジオールデヒドラターゼ酵素の計算を実行し、その活性構造と反応性の解析を行った。
(2)ヘムオキシゲナーゼ酵素の活性種と反応性の計算を行い、ヒドロパーオキソ種の反応性がそれ程大きくないことを明らかにした。
(3)フェレイトによるメタノールの酸化反応について、その活性中心の合理的モデルを用いて大規模密度汎関数計算から理論的に考察した。いくつかの生成物に至る反応経路を見いだし、それらの反応速度について詳細な考察を行った。これはアルコールの酸化過程を探る上で今後注目されると予想される。
(4)Fe-ZSM-5ゼオライトによるベンゼンの直接水酸化反応について、その活性中心の合理的モデルを用いて大規模密度汎関数計算から理論的に考察した。その結果、ゼオライトのブレンステッド活性点に配位不飽和な鉄オキソ種を持つものが活性種であることを示した。すなわち、この触媒反応ではラジカルを中間体に持たないメカニズムで進行することを提案した。
これらの結果をまとめた論文については既に発表済みである。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (16件) 図書 (1件) 文献書誌 (12件)

  • [雑誌論文] How Heme Metabolism Occurs in Heme Oxygenase : Computational Study of Oxygen Donation Ability of the Oxo and Hydroperox2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kamachi
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 126

      ページ: 3672-3673

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Vibrational Analysis on Possible Peroxo Forms of Soluble Methane Monooxygenase2004

    • 著者名/発表者名
      T.Yumura
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan 77

      ページ: 1305-1311

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] QM/MM Study of the Mononuclear Non-heme Iron Active Site of Phenyl alanine Hydroxylase2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Shiota
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 108

      ページ: 17226-17237

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Catalytic Roles of the Active Site Aminoacid Residues of Coenzyme B12-Dependent Diol Dehydratase2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kamachi
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 126

      ページ: 16207-16216

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Highly Versatile Organostibine Mediators for Living Radical Polymerization2004

    • 著者名/発表者名
      S.Yamago
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 126

      ページ: 13908-13909

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Theoretical Study of Thermal Isomerization of Silacyclobutene to Cyclopropene2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Shiota
    • 雑誌名

      Organometallics 23

      ページ: 4744-4749

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] How Heme Metabolism Occurs in Heme Oxygenase : Computational Study of Oxygen Donation Ability of the Oxo and Hydroperoxo Species2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kamachi, A.F.Shestakov, K.Yoshizawa
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 126

      ページ: 3672-3673

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Highly Versatile Organostibine Mediators for Living Radical Polymerization2004

    • 著者名/発表者名
      S.Yamago, B.Ray, K.Iida, J.Yoshida, T.Tada, K.Yoshizawa, Y.Kwak, A.Goto, T.Fukuda
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 126

      ページ: 13908-13909

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Catalytic Roles of the Active Site Aminoacid Residues of Coenzyme B12-Dependent Diol Dehydratase : A Quantum Mechanical/Molecular Mechanical Study2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kamachi, T.Toraya, K.Yoshizawa
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 126

      ページ: 16207-16216

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] QM/MM Study of the Mononuclear Non-heme Iron Active Site of Phenylalanine Hydroxylase2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Shiota, K.Yoshizawa
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 108

      ページ: 17226-17237

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Vibrational Analysis on Possible Peroxo Forms of Soluble Methane Monooxygenase2004

    • 著者名/発表者名
      T.Yumura, K.Yoshizawa
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan 77

      ページ: 1305-1311

    • NAID

      10013278660

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Theoretical Study of Thermal Isomerization of Silacyclobutene to Cyclopropene2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Shiota, M.Yasunaga, A.Naka, M.Ishikawa, K.Yoshizawa
    • 雑誌名

      Organometallics 23

      ページ: 4744-4749

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] How Heme Metabolism Occurs in Heme Oxygenase : Computational Study Oxygen Donation Ability of the Oxo and Hydroperox2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kamachi
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 126

      ページ: 3672-3673

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] QM/MM Study of the Mononuclear Non-heme Iron Active Site of Phenylalanine Hydroxylase2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Shiota
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 108

      ページ: 17226-17237

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A Theoretical Study on the Mechanism of Camphor Hydroxylation by Compound I of Cytochrome P4502003

    • 著者名/発表者名
      T.Kamachi, K.Yoshizawa
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 125

      ページ: 4652-4661

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Non-Radical Mechanism for Methane Hydroxylation at the Diiron Active Site of Soluble Methane Monooxygenase2003

    • 著者名/発表者名
      K.Yoshizawa, T.Yumura
    • 雑誌名

      Chemistry -A European Journal 9

      ページ: 2347-2358

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] 化学結合の基礎2004

    • 著者名/発表者名
      吉澤
    • 総ページ数
      155
    • 出版者
      化学同人
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Shiota, K.Yoshizawa: "A Spin-Orbit Coupling Study on the Spin Inversion Processes in the Direct Methane-to-Methanol Conversion by FeO^+"Journal of Chemical Physics. 118. 5872-5879 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yoshizawa et al.: "Does the Hydroperoxo Species of Cytochrome P450 Participate in Olefin Epoxidation with the Main Oxidant, Compound I? Criticism from Density Functioanl Theory Calculations"Bulletin of the Chemical Society of Japan. 76. 721-732 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.kamachi, K.Yoshizawa: "A Theoretical Study on the Mechanism of Camphor Hydroxylation by Compound I of Cytochrome P450"Journal of the American Chemical Society. 125. 4652-4661 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yoshizawa, T.Yumura: "A Non-Radical Mechanism for Methane Hydroxylation at the Diiron Active Site of Soluble Methane Monooxygenase"Chemistry-A European Journal. 9. 2347-2358 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yoshizawa et al.: "A Theoretical Study of Reactivity and Regioselectivity in the Hydroxylation of Adamantane by Ferrate(VI)"Journal of Organic Chemistry. 68. 3958-3965 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yoshizawa et al.: "Mechanistic Proposals for Direct Benzene Hydroxylation over Fe-ZSM-5 Zeolite"Journal of Physical Chemistry B. 107. 11404-11410 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yumura: "Mechanism for the Formaldehyde to Formic Acid and the Formic Acid to Carbon Dioxide Conversious Mediated by FeO^+"J.Phy.Chem.B. 106. 621-630 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yoshizawa: "Theoretical Study on Kinetic Isotope Effects in the C-H Bond Activation of Alkanes by Iron-Oxo Species"Coord.Chem.Rev.. 226. 251-259 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Eda: "Theoretical Predictions on the Mechanism of Catalysis of Coenzyme B_<12>-Dependent Diol Dehydratase"Bull.Chem.Soc.Jpn.. 75. 1469-1481 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yoshizawa: "A Non-Radical Mechanism for Methane Hydroxylation at the Diiron Active Site of Soluble Methane Monooxygenase"Chem.Eur.J.. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kamachi: "A Theoretical Study on the Mechanism of Camphor Hydroxylation by Compound I of Cytochrome P450"J.Am.Chem.Soc.. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yoshizawa: "量子生物無機化学のすすめ"化学. 57・10. 18-22 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

URL: 

公開日: 2002-04-01   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