生体反応を範とする超活性種の創成

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06226245
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 伊東 忍 大阪大学, 工学部, 助教授 (30184659)
• 研究分担者: 小松 満男 大阪大学, 工学部, 教授 (60029197)
• キーワード: 補酵素モデル / 生体反応 / 銅錯体 / ガラクトース酸化酵素 / 補酵素PQQ / 補欠分子TTQ / ドーパミンβ-ヒドロキシラーゼ / 酸素酸化

研究概要

申請者らはこれまでに、ガラクトース酸化酵素の補欠分子Tyr-Cysや、メチルアミン脱水素酵素由来のTTQならびに、各種アルコール脱水素酵素から見い出されている補酵素PQQのモデル化合物の合成や物性、およびそれらの基本的な化学的性質や機能について詳細に検討を行なってきた。そこで本年度はこれまでの成果を踏まえて、主に電気化学的手法を用いた超活性種の創成を目差して検討をおこなった。
1)ガラクトース酸化酵素の活性中心モデル錯体の合成と性質:新規補欠分子Tyr-Cysのモデル化合物と各種複素環系多座配位子および銅イオンから成る銅三元錯体を合成し、その立体構造について詳細に検討を加えた。さらに、得られた三元錯体の物性や化学的特性を詳しく調べ、酵素系のものと比較検討することにより、酵素機能の解明を試みた。また、本研究の主題である超活性種創成のための基礎となる銅錯体の電気化学的特性について詳細に検討を行なった。以上の成果を基にして、さらに有用なモデル錯体を合成するための配位子や、補欠分子モデルの分子設計を行った。
補酵素PQQおよび補欠分子TTQの酸化機能解明と有機電気化学的応用:申請者らがこれまでに開発してきた複素多環オルトキノン系の各種モデル化合物によるアルコールやアミン類の酸化反応について詳細に検討を加え、それらの反応メカニズムを解明した。ここで得られた成果を十分に吟味した上で、酸化反応活性種の電気化学的創成とそれを利用した各種基質の触媒的酸化反応系の構築について検討した。
3)ドーパミン β-ヒドロキシラーゼ機能モデルの開発について検討し、銅錯体配位子内のベンジル位の定量的な酸素酸化反応を世界で最初に見いだした。

研究成果

• [文献書誌] Shinobu Itoh,et al.: "Modeling of Quinoprotein Functions" Pure & Appl.Chem.66. 753-758 (1994)
• [文献書誌] Shinobu Itoh,et al.: "Model Studies Directed toward the Action of Quinoprotein Methanol Dehydrogenase" Biochem.Vitamin B_6 & PQQ. 297-301 (1994)
• [文献書誌] Shinobu Itoh,et al.: "A Model Compound of Novel Cofactor TTQ of Bacterial Methylamine Dehydrogenase.Synthesis and Physicochemical Properties." J.Am.Chem.Soc.117. 1485-1493 (1995)
• [文献書誌] Shinobu Itoh,et al.: "Model-Studies of Cofactor TTQ" Methods in Enzymology. (印刷中). (1995)
• [文献書誌] Shinobu Itoh,et al.: "The Chemistry of Heterocyclic o-Quinone Cofactors" Natural Product Reports. (印刷中). (1995)
• [文献書誌] Shinobu Itoh,et al.: "A Functional Model of Dopamine β-Hydroxylase.Quantitative Ligand Hydroxylation at the Benzylic Position of a Copper Complex by Dioxygen" J.Am.Chem.Soc.117(印刷中). (1995)