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酵素との集積化制御に向けた新規金属-有機多面体の設計と系統的合成

研究課題

研究課題/領域番号 24K08447
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分34010:無機・錯体化学関連
研究機関九州大学

研究代表者

LE・OUAY Benjamin  九州大学, 理学研究院, 助教 (40883179)

研究期間 (年度) 2024-04-01 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2026年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2025年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードmetal-organic polyhedra / coordination cages / protein cross-linking / Enzyme / biocomposite / hybrid materials / 金属-有機多面体 (MOP) / 酵素複合体 / 酵素固定化
研究開始時の研究の概要

本課題では、簡便かつ極めて温和な条件で運用可能な「水溶性金属-有機多面体(MOP)を用いた酵素固定化法」を様々な酵素に適用できる技術に成熟させて、酵素固定化法として一般化する。更に、配位子修飾によるMOP表面の設計、MOP-酵素間相互作用の解明およびMOP-酵素複合体の最適化により、異なるスケールの観点から研究を展開し、特定の酵素に対するMOPのカスタムメイド設計指針の確立を目指す。

研究実績の概要

In FY 2024-2025, the research project has been developed along 3 axes:
1) The applications to mixed-protein systems of previously described method. This led to a much higher control of materials composition, and allows co-immobilization of several enzymes to achieve cascades. This results led to one article (ACS Apll. Mater), and one oral presentation at CSJ nenkai.
2) The development of MOP-based salts, to offer more versatility in the immobilization matrices properties, without relying on proteins to form a continuous network. This axes is well advanced, and has been presented at CSJ nenkai.
3) The development of new water-stable and noble-metal-free MOPs based on thiocarboxylate ligands. Significant progress have been done last year.

現在までの達成度
現在までの達成度

1: 当初の計画以上に進展している

理由

For research axis (1), a first article has been published in ACS applied materials Interfaces (IF=8.5). The project is now in a implemenatation stage for technical systems. Good results have also been obtained with the co-immobilization of enzymes (-> cascade reactions), as well as the use of cascade knock-down for sensing, notably of cyanide ions.
- For axis (2), the MOP-salts systems have been established, as-well-as tyhe efficient immobilization of enzymes and performance retention. Now, the project is in the stage of data aquisition for publication.
- For axis (3), new structures have been obtained. Now, systematic modification of the MOP are ongoing, to obtained interesting functional properties and notabvly water-solubility (in addition to stability).

今後の研究の推進方策

The three research aspect of the project are going well. With the collaboration of research students, the projects willl be developped further.
- Axis (1) will be driven towards application. In particular, interaction with biocatalysis groups for the implementation of industry relevant cascade reaction are considered. The application of the system to sensing of cyanide is also promising.
- Axis (2) systems demonstrate a high versatility of structure and composition. After a first report (planned this fical year), the system will be developed further to implement additional functional properties.
- Axis (3) systems showed promising properties. Furthermore, the systems showed also very good performance for ammonia capture. The system will be explored systematically before reporting.

報告書

(1件)
  • 2024 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2025 2024

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 7件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Post‐synthetic Breaking of Inversion Symmetry in Metal Complex‐based Host?guest Systems2025

    • 著者名/発表者名
      Shi Yuxin、Iwai Yuudai、Le Ouay Benjamin、Ohba Masaaki、Ohtani Ryo
    • 雑誌名

      European Journal of Inorganic Chemistry

      巻: Early access 号: 13

    • DOI

      10.1002/ejic.202500059

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Metal?organic framework/Nb<sub>4</sub>C<sub>3</sub>T<sub><i>x</i></sub> MXene composites for ultrasensitive detection of dopamine2024

    • 著者名/発表者名
      Boruah Purna K.、Sharma Nidhi、Das Manash R.、Ohtani Ryo、Le Ouay Benjamin、Ohba Masaaki
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 60 号: 57 ページ: 7307-7310

    • DOI

      10.1039/d4cc00694a

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Mechanical Properties of Modulative Undulating Layers in Two-Dimensional Metal-Organic Frameworks2024

    • 著者名/発表者名
      Iwai Yuudai、Kusumoto Sotaro、Suzuki Ryo、Tachibana Masaru、Komatsu Kazuki、Kikuchi Takashi、Kawaguchi Saori I.、Kadobayashi Hirokazu、Masubuchi Yuji、Yamamoto Yuzuki、Ozawa Yoshiki、Abe Masaaki、Hirai Kenji、Le Ouay Benjamin、Ohba Masaaki、Ohtani Ryo
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 36 号: 11 ページ: 5446-5455

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.4c00355

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A novel style of 2D Hofmann-type coordination polymer incorporated trigonal prismatic coordination geometry with bidentate co-ligands2024

    • 著者名/発表者名
      Yuki Imamura, Haruka Yoshino, Benjamin Le Ouay, Ryo Ohtani, Masaaki Ohba
    • 雑誌名

      Dalton Transaction

      巻: 9 号: 9 ページ: 3970-3974

    • DOI

      10.1039/d3dt03914e

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental and Theoretical Investigation of Anisotropic Proton Conduction in Two-Dimensional Metal-Organic Frameworks2024

    • 著者名/発表者名
      Shi Yuxin、Kimura Saaya、Iwai Yuudai、Tsuji Yuta、Le Ouay Benjamin、Ohba Masaaki、Ohtani Ryo
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 63 号: 46 ページ: 22194-22202

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.4c03816

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhancing Performances of Enzyme/Metal?Organic Polyhedra Composites by Mixed-Protein Co-Immobilization2024

    • 著者名/発表者名
      Kanzaki Yuri、Minami Ryosuke、Ota Koshiro、Adachi Junya、Hori Yuichiro、Ohtani Ryo、Le Ouay Benjamin、Ohba Masaaki
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 16 号: 40 ページ: 54423-54434

    • DOI

      10.1021/acsami.4c10146

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Giant anisotropic thermal expansion of copper-cyanido flat layers with flexible copper nodes2024

    • 著者名/発表者名
      Iwai Yuudai、Nakaya Manabu、Tsuji Yuta、Le Ouay Benjamin、Ohba Masaaki、Ohtani Ryo
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 60 号: 51 ページ: 6512-6515

    • DOI

      10.1039/d4cc01232a

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Enzyme Cascade Immobilization with Porous Coordination Cages: Application to Paper-based Cyanide Detection2025

    • 著者名/発表者名
      Benjamin Le Ouay、Yuki Kanzaki、Masaaki Ohba
    • 学会等名
      日本化学会第105春季年会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 単核クロム(Ⅴ)錯体を用いた分子Qubitのスピン緩和特性2025

    • 著者名/発表者名
      岸本悠佑、浅田瑞枝、Benjamin Le Ouay、中村敏和、大場正昭
    • 学会等名
      日本化学会第105春季年会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属有機多面体に基づいての酵素の安定化2025

    • 著者名/発表者名
      王 天潤、Benjamin LeOuay、大場正昭
    • 学会等名
      日本化学会第105春季年会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] ビス(ジチオカルボキシレート)リガンドおよび銅イオンを基盤とした導電性配位性フレームワーク2025

    • 著者名/発表者名
      古川 廉、Benjamin LeOuay、大場正昭
    • 学会等名
      日本化学会第105春季年会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] Dramatic enhancement of cytochronme c catalytic activity associated with a Rh coordination cage2024

    • 著者名/発表者名
      Benjamin Le Ouay、Yuki Kanzaki、Purna Boruah、Ryo Ohtani、Masaaki Ohba
    • 学会等名
      錯体化学会第74回討論会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] Spin Dynamics in Molecular Qubit based on Spin 1/2 Chromium(V) Complexes2024

    • 著者名/発表者名
      Naoya Yamamoto、Mizue Asada、Benjamin LeOuay、Ryo Ohtani、Toshikazu Nakamura、Masaaki Ohba
    • 学会等名
      錯体化学会第74回討論会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] ジチオカルボン酸配位子を用いた耐水性MOPの合成2024

    • 著者名/発表者名
      下川真依、Benjamin LeOuay、大谷 亮、大場正昭
    • 学会等名
      錯体化学会第74回討論会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 混合タンパク質の共固定化による酵素/金属-有機多面体複合体の性能向上2024

    • 著者名/発表者名
      神﨑友理、Benjamin LeOuay、大谷 亮、大場正昭
    • 学会等名
      錯体化学会第74回討論会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] カチオン性Zr有機金属多面体のポリ酸との集積化と光増感能2024

    • 著者名/発表者名
      末田悠太、神﨑友理、Benjamin LeOuay、大谷 亮、大場正昭
    • 学会等名
      錯体化学会第74回討論会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] ZnLn-Re 三元金属MOFの合成と多重発光特性2024

    • 著者名/発表者名
      周 堯、Benjamin LeOuay、大谷 亮、大場正昭
    • 学会等名
      錯体化学会第74回討論会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 無加湿条件下で機能する強誘電イオン伝導体の開発2024

    • 著者名/発表者名
      木村紗彩、Benjamin LeOuay、大谷 亮、大場 正昭
    • 学会等名
      錯体化学会第74回討論会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] ニトリドクロム(V)サレン類縁体を用いた分子量子ビットのスピン緩和特性2024

    • 著者名/発表者名
      山本直也、浅田瑞枝、Benjamin LeOuay、大谷 亮、中村敏和、大場正昭
    • 学会等名
      第61回化学関連支部合同大会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 配位子修飾による金属有機多面体の水への安定性の向上2024

    • 著者名/発表者名
      下川真依、Benjamin LeOuay、大谷 亮、大場正昭
    • 学会等名
      第61回化学関連支部合同大会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] タンパク質/金属有機多面体ネットワークを用いた高性能酵素固定化法2024

    • 著者名/発表者名
      神崎友理、Benjamin LeOuay、大谷 亮、大場 正昭
    • 学会等名
      第61回化学関連支部合同大会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] Ln(III)Zn(II)-Re(V) 三元金属配位高分子の合成と発光特性2024

    • 著者名/発表者名
      周 堯、Benjamin LeOuay、大谷 亮、大場正昭
    • 学会等名
      第61回化学関連支部合同大会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] Studies on ferroelectric ion conductors of K2MnN(CN)4.H2O and Na2MnN(CN)4.3H2O2024

    • 著者名/発表者名
      時 雨新、Benjamin LeOuay、大谷 亮、大場正昭
    • 学会等名
      第61回化学関連支部合同大会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機カチオンを用いた極性一次元シアノ金属錯体の物性2024

    • 著者名/発表者名
      木村紗彩、Benjamin LeOuay、大谷 亮、大場 正昭
    • 学会等名
      第61回化学関連支部合同大会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] Water-soluble ionic metal-organic polyhedra as a versatile platform for enzyme bio-immobilization2024

    • 著者名/発表者名
      Benjamin LeOuay
    • 学会等名
      MOF 2024 (Singapore)
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2024-04-05   更新日: 2025-12-26  

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