マルチ銅酵素モデル錯体の創製と分光学的研究

• 研究課題/領域番号: 24550080
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機化学
• 研究機関: 兵庫県立大学 (2014); 九州大学 (2012-2013)
• 研究代表者: 太田 雄大 兵庫県立大学, 生命理学研究科, 助教 (70509950)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 生体模倣金属錯体 / マルチ銅酵素 / 酸素活性化 / 分子触媒 / 生体分子 / 燃料電池 / 銅酸素錯体

研究成果の概要

高効率に酸素を水分子へ還元するマルチ銅酵素の三核銅活性中心を規範として合理的に分子設計した多核銅錯体および関連する酸素活性化酵素を規範とした金属錯体を合成した。その酸素結合・活性化機構について洞察を得るべく、金属活性中心に酸素が結合した不安定反応中間体の単離を低温有機溶媒中にて行うことに成功し、各種分光学的解析を行った。また、燃料電池酸素極反応の観点から重要な電気化学的酸素還元触媒反応性について検討し、生体金属活性点の構造・反応性相関の解明に向けて貢献した。

研究成果

• [雑誌論文] Nitric Oxide Activation by caa3 Oxidoreductase from Thermus thermophiles (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Ohta, T. Soulimane, T. Kitagawa, C. Varotsis
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 巻: 17 号: 16 ページ: 10894-10898
  • DOI: 10.1039/c5cp01013f
  • 査読あり
• [雑誌論文] 核共鳴非弾性散乱分光法による鉄含有生体分子の振動構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Ohta and M. Seto
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 巻: 56 号: 5 ページ: 329-335
  • DOI: 10.5940/jcrsj.56.329
  • NAID: 130004714204
  • ISSN: 0369-4585, 1884-5576
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Isolation of a MnIV Acylperoxo Complex and Its Monooxidation Ability (2013)
  • 著者名/発表者名: Kikunaga, Takahiro; Matsumoto, Takahiro; Ohta, Takehiro; Nakai, Hidetaka; Naruta, Yoshinori; Ahn, Kwang-Hyun; Watanabe, Yoshihito; Ogo, Seiji
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 49(75) 号: 75 ページ: 8356-8358
  • DOI: 10.1039/c3cc43447h
  • 査読あり
• [雑誌論文] The protein effect in the structure of two ferryl-oxo intermediates at the same oxidation level in the heme copper binuclear center of cytochrome c oxidase (2013)
  • 著者名/発表者名: E. Pinakoulaki, V. Daskalakis, T. Ohta, O.-M. H. Richter, K. Budiman, T. Kitagawa, B. Ludwig, C. Varotsis
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 288 号: 28 ページ: 20261-20266
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.468488
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nuclear Resonance Vibrational Spectroscopic and Computational Study of High-valent Diiron Complexes Relevant to Enzyme Intermediates (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Park, C. B. Bell III, L. V. Liu, D. Wang, G. Xue, T. Kwak, S. D. Wong, K. M. Light, J. Zhao, E. E. Alp, Y. Yoda, M. Saito, Y. Kobayashi, T. Ohta, M. Seto, L. Que Jr, E. I. Solomon
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 110 号: 16 ページ: 6275-6280
  • DOI: 10.1073/pnas.1304238110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Axial Ligand Effects on Vibrational Dynamics of Iron in Heme Carbonyl Studied by Nuclear Resonance Vibrational Spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ohta, J. -G. Liu, and Y. Naruta
  • 雑誌名: Coord. Chem. Rev. 巻: 257 号: 2 ページ: 407-413
  • DOI: 10.1016/j.ccr.2012.05.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of aldoxime dehydratase and its catalytic mechanism involved in carbon-nitrogen triple-bond synthesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Nomura, J., Hashimoto, H., Ohta, T., Hashimoto, Y., Wada, K., Naruta, Y., Oinuma, K-I., & Kobayashi, M.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 110 号: 8 ページ: 2810-2815
  • DOI: 10.1073/pnas.1200338110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Axial ligand effects on vibrational dynamics of iron in heme carbonyl studied by nuclear resonance vibrational spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohta, T., Liu, J.-G., Saito, M., Kobayashi, Y., Yoda, Y., Seto, M., Naruta, Y.
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry B 巻: 116 号: 47 ページ: 13831-13838
  • DOI: 10.1021/jp304398g
  • 査読あり
• [学会発表] To Be Anounced (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Ohta
  • 学会等名: The 9th International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines
  • 発表場所: Nanjing, China
  • 年月日: 2016-07-03 – 2016-07-08
  • 招待講演
• [学会発表] Reactivity and Spectroscopic Studies of Oxygen Reduction Reaction of Bio-Inspired Molecular Catalysts (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Ohta
  • 学会等名: The 227th Electrochemical Society Meeting
  • 発表場所: Chicago, Illinois, USA
  • 年月日: 2015-05-24 – 2015-05-28
  • 招待講演
• [学会発表] Structure-reactivity Correlation in Oxygen-activating Heme Models (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Ohta
  • 学会等名: The 8th International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines
  • 発表場所: Istanbul Lutfi Kirdar Convention & Exhibition Centre, Turkey
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-27
  • 招待講演
• [学会発表] マルチ銅酸化酵素を規範とした新規多核銅錯体の合成と反応性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 太田 雄大・成田 吉徳
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] Structure-reactivity correlations in O2 activating heme models (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Ohta
  • 学会等名: The 8th International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines
  • 発表場所: Istanbul, Turkey
  • 招待講演
• [学会発表] マルチ銅酸化酵素を規範とした新規多核銅錯体の合成と反応性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 太田 雄大・成田 吉徳
  • 学会等名: 錯体化学会第63回討論会
  • 発表場所: 琉球大学
• [学会発表] Mechanistic Studies of Dioxygen Activation by Functional Heme Models (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ohta, P. Nagaraju, J-.G. Liu, Y. Naruta
  • 学会等名: 6th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference
  • 発表場所: 香港（中国）
• [学会発表] 酸素活性化ヘム酵素モデル錯体の反応機構解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 太田雄大, P. Nagaraju, 劉 勁剛, 成田吉徳
  • 学会等名: 第62回錯体化学討会
  • 発表場所: 富山