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タンパク質反応場を基盤とする生体分子・有機金属ハイブリッド物質変換システムの構築

公募研究

研究領域直截的物質変換をめざした分子活性化法の開発
研究課題/領域番号 23105530
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
審査区分 理工系
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

松尾 貴史  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 准教授 (50432521)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2012年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2011年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードホベイダグラブス錯体 / キモトリプシン / 有機金属酵素 / メタセシス / チオールサブチリシン / セリンプロテアーゼ / 阻害機構 / 有機金属タンパク質
研究実績の概要

本年度は、ホベイダグラブス錯体を導入したキモトリプシンが触媒できる反応のタイプと触媒活性向上の方法について検討した。その結果、開環メタセシスポリマー化(ROMP)やクロスメタセシスに対しては反応性が低く、閉環メタセシス等の基質1分子が関与する反応に特化した触媒であることが明らかとなった。また、中性付近での触媒活性の向上に塩化カリウム(KCl)などの塩化物塩の添加が有効であることが分かった。この理由について検討するために、紫外可視吸収スペクトルにより反応を追跡したところ、KCl非存在下では、約2時間の半減期で、ホベイダグラブス錯体に特徴的な370nm付近の吸収バンドが消失することが観測された。また、観測開始後1時間経過したときにKClを添加すると、吸収バンドの回復が見られた。これらの結果は、塩化物イオンが関与する平衡反応が存在しており、中心金属上で配位する塩化物イオンの解離であると考えられる。したがって、水系メタセシスにおいて、中心金属上で配位する塩化物イオンの解離を抑制することが必須であることを示している。従来、低pH条件下での触媒活性の向上が知られているが、本研究の結果は、塩化物イオンの濃度を維持さえすれば、錯体の不活性化を抑制しながら触媒反応を行うことが可能であるということを示しており、より穏やかな条件下での反応、あるいは酸に敏感な基質を用いた反応に対して実用的な指針が得られたと考えられる。
また、チオールサブチリシン活性部位の構造的特徴に基いたシステインおよびヒスチジン配位の銅錯体の構築を行い、吸収スペクトルおよび電子スピン共鳴スペクトルにより、タイプII型の配位構造が形成されていることが分かった。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Relationship between the Electron Density of the Heme Fe Atom and the Vibrational Frequencies of the Fe-Bound Carbon Monoxide in Myoglobin2013

    • 著者名/発表者名
      R. Nishimura, T. Shibata, H. Tai, I. Ishigami, T. Ogura, S. Nagao, T. Matsuo, S. Hirota, K. Imai, S. Neya, A. Suzuki, and Y, Yamamoto
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 52 号: 6 ページ: 3349-3355

    • DOI

      10.1021/ic3028447

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reaction Pathway and Free Energy Profile for Conversion of pi-Conjugation Modes in Porphyrin Isomer2012

    • 著者名/発表者名
      Takashi Matsuo
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 77 号: 20 ページ: 8946-8955

    • DOI

      10.1021/jo3013379

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Creation of an Artificial Metalloprotein with a Hoveyda-Grubbs Catalyst Moiety through the Intrinsic Inhibition Mechanism of alpha-Chymotrypsin2012

    • 著者名/発表者名
      Takashi Matsuo, Chie Imai, Takefumi Yoshida, Takashi Saito, Takashi Hayashi, Shun Hirota
    • 雑誌名

      Chem.Commun.

      巻: 48 号: 11 ページ: 1662-1664

    • DOI

      10.1039/c2cc16898g

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Rhenium (I) Tricarbonyl Complexes with Carbohydrate-Pendant Tridentate Ligands and their Cellular Uptake2012

    • 著者名/発表者名
      Yuji Mikata, Kyoko Takahashi, Yuka Noguchi, Masami Naemura, Anna Ugai, Saori Itami, Keiko Yasuda, Satoshi Tamotsu, Takashi Matsuo, Tim Storr
    • 雑誌名

      Eur.J.Inorg.Chem.

      巻: 2012 号: 2 ページ: 217-225

    • DOI

      10.1002/ejic.201100953

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] サブチリシン活性部位のアミノ酸側鎖を配位子とする金属錯体の構築と反応性の評価2013

    • 著者名/発表者名
      権田勝也
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
    • 年月日
      2013-03-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] サブチリシン活性部位のアミノ酸側鎖を配位子とする銅錯体の構築と反応性評価2012

    • 著者名/発表者名
      権田勝也
    • 学会等名
      第62回錯体化学討論会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2012-09-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Construction of Artificial Proteins Based on Intrinsic Structural/Functional Characteristics of Parent Proteins2012

    • 著者名/発表者名
      Takashi Matsuo
    • 学会等名
      第62回錯体化学討論会、英語セッション
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2012-09-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ホベイダ-グラブス触媒部位を有するα-キモトリプシンの構築と反応性の評価2012

    • 著者名/発表者名
      川原慶也
    • 学会等名
      第62回錯体化学討論会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2012-09-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ホベイダーグラブス触媒部位を有する化学修飾α-キモトリプシンのキャラクタリゼーションと反応性2012

    • 著者名/発表者名
      川原慶也、松尾貴史、吉田武史、廣田俊
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス(横浜市)
    • 年月日
      2012-03-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 水溶性グラブスホベイダ錯体の構造および触媒活性に対するpH・塩濃度効果2011

    • 著者名/発表者名
      吉田武史,松尾貴史、廣田俊
    • 学会等名
      第61回錯体化学討論会
    • 発表場所
      岡山理科大学(岡山市)
    • 年月日
      2011-09-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Incorporation of Grubbs catalyst into protein through protease inhibition mechanism2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Matsuo, Takefumi Yoshida, Chie Imai, Shun Hirota
    • 学会等名
      15th International Conference of Biological Inorganic Chemistry (ICBIC-15)
    • 発表場所
      University of British Columbia (Vancouver, Canada)
    • 年月日
      2011-08-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考] 松尾貴史ホームページ

    • URL

      http://mswebs.naist.jp/LABs/hirota/tmatsuo/matsuo_jpn.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://mswebs.naist.jp/LABs/hirota/tmatsuo/matsuo_jpn.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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