| 研究領域 | 配位アシンメトリー：非対称配位圏設計と異方集積化が拓く新物質科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H04579
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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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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 北海道大学 (2020)
大阪大学 (2019) |
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研究代表者 |
小野田 晃 北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (60366424)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | バイオハイブリッド触媒 / 人工金属酵素 / 指向性進化工学 / ロジウム錯体 / 金属錯体 / タンパク質 / アシンメトリー配位圏 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、多彩な反応性をもつ金属錯体触媒と、精緻な反応場を提供するバレル型タンパク質の融合により、アシンメトリー配位圏を有するバイオハイブリッド触媒を構築し、従来の金属錯体や酵素にはない新たな位置選択性や官能基選択性を付与した合成反応の開拓をする。反応性の高いロジウム錯体を固定化したバイオハイブリッド触媒を活用し、位置選択的な炭素－炭素結合形成反応を達成する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、多彩な反応性を示す金属錯体触媒と、精緻な反応場を提供するバレル型タンパク質の融合により、アシンメトリー配位圏を有するバイオハイブリッド触媒を構築し、従来の金属錯体や酵素にはない新たな位置選択性や官能基選択性を付与した合成反応の開拓に取り組んだ。反応性の高いRh錯体を固定化したバイオハイブリッド触媒を活用し、位置選択的な炭素－炭素結合形成反応、また、バレル空孔内に芳香環拡張型のアシンメトリー配位圏を構築し、不斉Diels-Alder 反応を実証した。タンパク質には、強固なベータバレル構造を有するニトロバインディンの疎水空孔を活用して、様々な金属錯体触媒を共有結合により残基選択的に固定化したバイオハイブリッド触媒を開発してきた成果を踏まえて、ペンタメチルシクロペンタジエニル配位子をもつRh(III)錯体を選択し、マレイミドを導入した錯体とニトロバインディンの疎水空孔内のシステインを共有結合的に連結可能な手法を確立した。ジチオリン酸配位子で空配位座を保護したRh(III)錯体をタンパク質に連結後、硝酸銀の添加により、Rh(III)錯体を活性化する手法である。この手法により調製したバイオハイブリッド触媒は、硝酸銀存在下、フェニルオキシム及びアルキンの付加環化反応において触媒活性を示すことを明らかにした。またRh(III)錯体を連結したバイオハイブリッド触媒をマルトース結合タンパク質と融合することによって、活性評価をハイスループットにスクリーニングする実験系を確立した。Rh活性部位近傍のアミノ酸残基に部位飽和変異を導入した4000種類のスクリーニングを達成し、指向性進化工学によりバイオハイブリッド触媒の活性を向上することに成功した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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