金属タンパク質の電子移動制御のための機能電極界面の原子・分子レベルでの解明

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08455399
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 谷口 功 熊本大学, 工学部, 教授 (90112391)
• 研究分担者: 山口 博子 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (60040424) ; 西山 勝彦 熊本大学, 工学部, 講師 (10202243)
• キーワード: 単結晶電極 / 単分子膜 / チオール / 真空蒸着 / STM / AFM / 電子移動 / シトクロムc / 再構成ミオグロビン

研究概要

本年度は、真空蒸着法により作製した原子レベルで制御された地下電極およびフレームアニーリング法を用いて作製した微小の単結晶面を用いて金属タンパク質の電子移動のための機能界面の本質的な解明を目的として研究を進め、下記の研究成果を得た。
1.超高真空蒸着装置の設計・作製と蒸着金表面の原子レベルでの解析:
真空度10^<-7>以上かつ500℃までの温度制御可能な電極作製用の超高真空蒸着装置の設計および作製を行い蒸着条件による単結晶表面状態(SMT/AFM解析および電気化学的解析)の変化についてのデータを集積した。
2.金属タンパク質の電子移動制御のための原子・分子レベルで制御した界面の創製と評価:
(1)チトクロムcの電子移動制御機能電極界面の単結晶表面への形成と表面機能化分子の分子レベルでの構造との明確な関連性を明らかにした。
(2)ミオグロビンのヘム部位を改変した半人工ミオグロビンについて界面機能(例えば表面の親水性)と電極上での電気化学特性や電子移動速度との相関を明らかにした。特に金属タンパク質の性質(活性中心構造、スピン状態、水分子の関与、等)との関連を明らかにした。
3.フレームアニーリングエンチ法を用いた単結晶面の作製と金属タンパク質の電子移動反応制御:
フレームアニーリング法を用いた単結晶面上に形成されたチオール分子単分子膜の特性について電気化学的手法を用いて解析できることを示した。また、単分子膜構造の加工手法も開発した。

研究成果

• [文献書誌] TANIGUCHI, Isao: "Electrochemistry of Chlorclla Ferredoxin at Modifies Indium Oxide Electeodes and Its Application to Bioelectrocataltic Reactions" Proc. 2nd Japan-Korea Joint Seminar on Electrochemistry. 11-12 (1996)
• [文献書誌] TANIGUCHI, Isao: "Electrochemistry of Metalloproteins at Functional Electrodes" Proc. Int. Symp. on Elcctron Transfer in Proteins and Supramolecular Assemblies at Interfaccs. 149-150 (1996)
• [文献書誌] TANIGUCHI, Isao: "Preration of Semi-Artificial Myoglobins and Their Electrochemical Reactions" Proc, 7th Int. Symp. on Electrochemistry. 36-37 (1996)
• [文献書誌] ABE, Masaaki: "Oxo-Centered Mixed-Ligand Triruthenium Complexes Having Redoc-Active N-methy-4,4'-Bipyridinium Ions (mbyp^+). Reversible Multistep Electrochemical of [Ru^<III> _2Ru^<II>(μ_3-O)(μ-CH_3 OO_2)_6(mbpy^+)_2(CO)]^<2+> and [Ru^<III> _3(μ_3-O)(μ-CH_3-CH_3 OO_2)_6(mbpy^+)_2(L)]^<3+>(L:H_2O and N-Heterocyclic Ligands)" Inorg. Chem.35. 6724-6734 (1996)
• [文献書誌] TANIGUCHI, Isao: "Electrohemistry of monoazahemin rcconstituted myglobin at an indium oxide elctrude" J. Electroanal. Chem.(in perss). (1997)
• [文献書誌] TANIGUCHI, Isao: "Effect of the Structure of Modificrs Adsorbed on Gold Single Cystal Surfases on the Promotion Reaction of Cytochrome c" Chem. Lettt.(in press). (1997)
• [文献書誌] 谷口功: "触媒技術の動向と展望:1997(研究動向:生体触媒)" 触媒学会(印刷中), (1997)