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金属錯体の生体分子への精密固定化を基軸とする精密制御生体分子反応場の創出

公募研究

研究領域高難度物質変換反応の開発を指向した精密制御反応場の創出
研究課題/領域番号 18H04274
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関同志社大学

研究代表者

人見 穣  同志社大学, 理工学部, 教授 (20335186)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード人工金属酵素 / 酸化反応 / 鉄 / 人工酵素 / 不斉酸化 / 鉄錯体 / 芳香環cis-ジヒドロキシル化 / 生体分子
研究実績の概要

これまでに様々な反応を促進する,タンパク質と金属錯体とを複合化したハイブリッド触媒が創製され,金属錯体の周囲にタンパク質による反応空間が構築されることで,触媒活性や選択性の向上が可能であることが実証されてきた.人工金属酵素の土台として,いくつかのタンパク質が利用されているが,大阪大学の林グループではβバレル型構造を有するヘムタンパク質であるニトロバインディン変異体を利用し,ヘム結合部位となる疎水ポケット内部に遺伝子工学的手法を用いてシステインを導入し,ヘムを持たないアポタンパク質内部に金属錯体を固定化する手法を既に確立している.本研究では,NB4の空孔が提供する疎水ポケットを反応場として利用することで,非ヘム鉄錯体の酸化触媒活性を向上させることを目的とした.既に我々は,カルボキアミド窒素アニオン配位を有する窒素4座配位鉄錯体Fe-mpaqが水中においてペルオキシダーゼ活性を示すことを見出している.本研究では,H-mpaq配位子のキノリン5位にマレイミド基を直接導入した新規配位子H-mpaqMIを合成し,NB4のシステインを利用してNB4の疎水ポケットに導入後,錯体形成を行うことで人工金属酵素の開発を目指した.
H-mpaqのキノリン5位にマレイミド基を導入した配位子H-mpaqMIを合成し,システイン残基へのMichael付加反応を利用して,配位子H-mpaqMIをタンパク質NB4の疎水空孔内に導入した(H-mpaqMI@NB4).
Amplex Redを基質として用いて,詳細な活性評価を行った.その結果、Fe-mpaqをタンパク質NB4と複合化させることにより,過酸化水素との反応は約40倍,基質との反応は約6倍速くなることが分かった.タンパク質疎水空孔内が反応場として機能することや,NB4空孔が提供する反応空間と金属錯体との相互作用による結果であると考えている.

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 9件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Acceleration of Hydrolytic DNA Cleavage by Dicopper(II) Complexes with p-Cresol-Derived Dinucleating Ligands at Slightly Acidic pH and Mechanistic Insights2019

    • 著者名/発表者名
      Kodera Masahito、Kadoya Yuki、Aso Kenta、Fukui Katsuki、Nomura Akiko、Hitomi Yutaka、Kitagishi Hiroaki
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 92 号: 4 ページ: 739-747

    • DOI

      10.1246/bcsj.20180353

    • NAID

      130007632580

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen Peroxide-Reducing Factor Released by PC12D Cells Increases Cell Tolerance against Oxidative Stress2018

    • 著者名/発表者名
      Asami Muraishi, Emi Haneta, Yoshiro Saito, Yutaka Hitomi, Mamoru Sano, Noriko Noguchi
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 41 号: 5 ページ: 777-785

    • DOI

      10.1248/bpb.b18-00016

    • NAID

      130006730719

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • 年月日
      2018-05-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Macrophage-Mediated Delivery of Light Activated Nitric Oxide Prodrugs with Spatial, Temporal and Concentration Control2018

    • 著者名/発表者名
      Michael A. Evans, Po-Ju Huang, Yuji Iwamoto, Kelly N. Ibsen, Emory M. Chan, Yutaka Hitomi, Peter C. Ford, Samir Mitragotri
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 9 号: 15 ページ: 3729-3741

    • DOI

      10.1039/c8sc00015h

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Green fabrication of nanoporous BiVO4 films on ITO substrates for photoelectrochemical water-oxidation2018

    • 著者名/発表者名
      Okunaka Sayuri、Hitomi Yutaka、Tokudome Hiromasa
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 8 号: 55 ページ: 31575-31580

    • DOI

      10.1039/c8ra05831h

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ニッケル錯体を触媒とするm-CPBAによるアルカン酸化反応2020

    • 著者名/発表者名
      安野 里穂・上田 純平・小寺 政人・人見 穣
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] キノリン骨格を有する新規レシオ型亜鉛蛍光プローブの開発2020

    • 著者名/発表者名
      大橋 麻未・上田 純平・野村 章子・小寺 政人・人見 穣
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 活性酸素種を検出する新規蛍光プローブの開発2020

    • 著者名/発表者名
      福井 悠介・上田 純平・小寺 政人・人見 穣
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 炭酸イオンの電解酸化を利用するエポキシ化反応2020

    • 著者名/発表者名
      天内 啓介・北山 健司・小寺 政人・人見 穣
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 剛直な構造を有する錯体を触媒とするアルカン酸化反応2020

    • 著者名/発表者名
      中原 寛樹・足立 弘樹・小寺 政人・人見 穣
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] イプチセン構造を有する錯体触媒の開発2020

    • 著者名/発表者名
      福澤 哲生・足立 弘樹・小寺 政人・人見 穣
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] カルボキサミドアニオン窒素配位を有する2-アミノフェノラート鉄錯体の反応性2020

    • 著者名/発表者名
      長尾 鳳児郎・和村 聡士・小寺 政人・人見 穣
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Quinoline-based Ratiometric Fluorescent Probes for Zinc Ions2019

    • 著者名/発表者名
      Mami Okamura, Yutaka Hitomi
    • 学会等名
      15th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry (Japan, Nara)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Reactivity of Ruthenium-Oxo Complexes Supported by Carboxylamido Ligands2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Wamura, Yutaka Hitomi
    • 学会等名
      15th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry (Japan, Nara)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Selective Oxidation Catalyzed by Carboxylamidoiron(III) Complex with Restricted Reaction Space2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Adachi, Yutaka Hitomi
    • 学会等名
      15th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry (Japan, Nara)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Selective C-H Oxidation Catalyzed by Bioinspired Carboxylamidoiron(III) Complexes2019

    • 著者名/発表者名
      Junpei Ueda, Yutaka Hitomi
    • 学会等名
      15th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry (Japan, Nara)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Selective Oxidation Catalyzed by Bioinspired Metal Complex2019

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Hitomi
    • 学会等名
      15th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry (Japan, Nara)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 蛋白質と金属錯体との複合化による酸化触媒の開発2019

    • 著者名/発表者名
      菅井 優希,上野夏奈子,加藤俊介,野村章子,小寺政人,小野田 晃(阪大工),林 高史(阪大工),人見 穣
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質の反応空間を有する金属錯体酸化触媒の開発2019

    • 著者名/発表者名
      菅井 優希,上野夏奈子,加藤俊介,野村章子,小寺政人,小野田 晃(阪大工),林 高史(阪大工),人見 穣
    • 学会等名
      第52回酸化反応討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Alkene Epoxidation with Electrochemically Generated Percarbonate Catalyzed by Manganese Complex2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Amanai, Yutaka Hitomi
    • 学会等名
      第4回精密制御反応場国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Artificial Nonheme Iron-dependent Peroxidase through Covalent Conjugation of Tetradentate Ligand with Protein2019

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Hitomi
    • 学会等名
      第4回精密制御反応場国際 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] C-H酸化酵素の働きを理解した触媒設計2019

    • 著者名/発表者名
      人見 穣
    • 学会等名
      けいはんな学研都市先端シーズフォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 金属オキソ種を活性種とする選択酸化触媒の作り方2019

    • 著者名/発表者名
      人見 穣
    • 学会等名
      触媒学会 第47回オルガノメタリックセミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Mononuclear Manganese Complexes for Selective Alkane Oxidation2018

    • 著者名/発表者名
      竹林 大貴、増田 瑛介、小寺 政人、人見 穣
    • 学会等名
      第28回金属の関与する生体関連反応シンポジウム (SRM2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Selective Alkane Oxidation Catalyzed by Mononuclear Nonheme Iron Complex2018

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Hitomi
    • 学会等名
      43rd International Conference on Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ブレオマイシン機能モデル系における鉄(III)ヒドロペルオキシド種の解析2018

    • 著者名/発表者名
      野村 章子・坂井 僚介・小寺 政人・人見 穣
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アニオン性カルボキサミド配位金属錯体を触媒とする選択酸化反応2018

    • 著者名/発表者名
      山岡功二・森川直人・吉澤直志・竹林大貴・上田純平・和村聡士・小寺政人・人見穣
    • 学会等名
      第122回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of Oxidation Catalysts Based on Bio-inspired Iron Complexes2018

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Hitomi
    • 学会等名
      The 25th International SPACC Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DEVELOPMENT OF USEFUL FUNCTIONAL MOLECULES BASED ON BIOINSPIRED COMPLEXES2018

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Hitomi
    • 学会等名
      9th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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