| 研究課題/領域番号 |
22K05360
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分37030:ケミカルバイオロジー関連
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| 研究機関 | 同志社大学 |
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研究代表者 |
人見 穣 同志社大学, 理工学部, 教授 (20335186)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 酸化反応 / 過酸化水素 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
既に報告している過酸化水素蛍光プローブの反応点として採用している単核鉄錯体は過酸化水素を酸化剤として外部基質を酸化するペルオキシダーゼ活性を有している。電子イオンスプレー分子量測定によって検出した過酸環化水素付加体は、単座で過酸化水素が配位したFe(III)OOH種であった。本研究では、過酸化水素との親和性の向上を狙い、2核金属錯体を過酸化水素に対する反応点として有する新規の過酸化水素プローブの合成開発を行う。
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| 研究実績の概要 |
水中で微量の過酸化水素などの活性酸素種を検出、あるいは、高速で消去することは重要であり、多くの研究がその方法論の開発に注力しています。本研究では、様々な酸化還元活性を持つ金属錯体を基に、水中で活性酸素種に対して高い活性を示す人工金属酵素の開発を目指している。これらの酵素は、特定の活性酸素種を効率的に検出し、迅速に消去する能力を持っている必要があります。特に、酸化還元活性を有する有機金属構造体（Cu-doped ZIF8）を簡便に調製する方法を確立し、このCu-doped ZIF8が抗酸化酵素であるCu,Zn-SOD様の活性を示し、活性酸素種を高速に分解することを見出した。この有機金属構造体は、さらに多くの生物学的関連反応においても活性を示す可能性が高いです。
また、同じCu-doped ZIF8が、ラッカーゼ様活性、LPMO様活性など多くの生体関連酸化反応を水中で発現することを確認しました。これにより、水中での酸化還元反応の幅広い応用が期待されます。並行して、水中で機能する鉄２核錯体を合成し、水中でペルオキシダーゼ活性を示すことも見出しました。これらの金属錯体は、特定の条件下、特に光照射を受けた際に、その活性が向上することも見出されました。この発見は、生物学的および環境学的応用において重要な意味を持つことが示唆されており、さらなる研究と技術の進展が期待されています。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
高活性なナノザイムの開発に成功しており、プロジェクトは概ね順調に進展しています。このナノザイムは、特定の化学反応を効率的に触媒する能力が期待されており、その性能の向上が目覚ましい進歩を示しています。これらのナノザイムが持つ潜在的な応用可能性に着目し、さらなる機能向上に向けて継続的に努力を重ねています。また、これらの高活性ナノザイムの開発が、化学産業やバイオテクノロジー分野での新しい技術革新を牽引する可能性も秘めています。そのため、プロジェクトの進行状況は、専門家や関連分野の研究者たちからも高い注目を集めており、今後の展開が期待されています。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の研究の推進方策は、開発した水中で機能するナノザイムの評価を更に進めることに集中しています。このナノザイムは、水環境内での化学反応の効率化や汚染物質の処理に大きな潜在能力を持っており、その機能の確かさと効果の範囲を広げるために、さらなる詳細なテストと分析が必要です。具体的には、ナノザイムの反応速度、安定性、再利用可能性などのパラメータを詳細に調査し、その実用性を高めるための改良点を特定する必要があります。また、環境への影響を最小限に抑えつつ、最大の効果を発揮できる条件の設定も重要な研究テーマです。これらの研究成果は、水質浄化技術の進化に貢献するとともに、環境保全に向けた新たな解決策として期待されています。
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