| 研究領域 | 光合成分子機構の学理解明と時空間制御による革新的光ー物質変換系の創製 |
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| 研究課題/領域番号 |
18H05176
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 北里大学 |
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研究代表者 |
石田 斉 北里大学, 理学部, 准教授 (30203003)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 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)
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| キーワード | 二酸化炭素還元 / ルテニウム / ペプチド / 非天然アミノ酸 / 超分子光触媒 / 人工酵素 / 人工光合成 / CO2還元 / 光触媒 |
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| 研究実績の概要 |
人工光合成系構築のためには、光エネルギー吸収・増感、酸化・還元反応触媒など様々な機能性分子を精巧に配列することが重要である。我々は、複数の機能性分子を自在に接続・配列可能とするためペプチド鎖を導入した機能性分子の開発を行っている。
本研究では、(1) 高いCO2還元触媒活性を有するルテニウム錯体の第二配位圏に官能基を導入することによって、その触媒活性をさらに向上させることを目的とする。特に、さまざまな酵素活性中心において見られるように、触媒反応中間体に直接作用する官能基に対して水素結合あるいは静電相互作用を及ぼす第2の官能基を有する触媒を合成し、その活性について評価する。さらに、(2) 複数の機能性分子連結が可能であることを証明するため、上記のルテニウム－ペプチド錯体触媒に、光増感作用を有するルテニウム錯体を接続した超分子光触媒の合成を行う。
2019年度は主に、光増感部位と触媒部位を、ビピリジン型非天然アミノ酸を含む人工ペプチド鎖を用いて連結した超分子光触媒の開発を行い、これらの光触媒による反応量子収率が光増感分子と触媒分子の混合系に比べて数倍向上することを見出した。さらに触媒部位に対して複数の光増感部位を連結した超分子光触媒を検討したところ、混合系では反応が困難であった水比率が高い溶媒系でも反応の進行が認められた。これらの結果は、光増感部位と触媒部位間の逆電子移動が抑えられ、電荷分離効率が向上したためと考えている。
本研究の成果を通して、人工ペプチド鎖を用いることにより金属錯体に酵素様機能を付与できるだけでなく、異なる複数の機能部位を自在に連結させることが示された。このことは、人工光合成系を構築する上で重要な技術を提供すると考えている。
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| 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。
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| 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。
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