| 研究概要 |
本プロジェクトは非ヘム鉄酵素の反応機構の解明とそれに基づく合目的設計によって、人工非ヘム鉄酵素として機能する金属錯体酸化触媒の開発を目指している。
1,単核非ヘム鉄酵素の配位構造の再現
単核非ヘム鉄酵素に共通して見られる鉄配位構造を精密に再現することの可能な新規配位子を設計、合成した。ケンプのトリアシッドを配位子構造に取り入れることにより、効果的に単核非ヘム鉄酵素の有する特異な配位構造が再現されることをエックス線結晶構造解析により明らかにした。
2,単核非ヘム鉄酸素添加酵素の反応機構解明
単核非ヘム鉄酸素添加酵素カテコールジオキシゲナーゼの酵素反応機構において、酸素分子がカテコールを攻撃するか、鉄反応中心を攻撃するかという問題が明らかにされていなかった。今回,様々な酵素モデル錯体の合成と低温下における反応解析を行い,酸素分子がまずカテコール部位ではなく鉄中心に結合することを明らかにした。また、酸素-酸素結合の開裂様式によって酸素原子添加位置が制御されていることも明らかにした。
3,疎水性認識部位を有する人工金属酵素の構築
アポミオグロビンのヘムポケットに窒素二座配位子を導入することに成功した。構築した人工金属配位サイトに配位した亜鉛イオンが、蛋白質の作り出す疎水性認識部位により顕著な加水分解能を示すことを見出した。
4,二つのカテコール部位を有する新規金属錯体の合成
二つのカテコール部位を有する新規鉄錯体、及びマンガン錯体の設計、合成に成功した。本金属錯体はカテコールジアニオン配位部位の電子供与性の為に高原子価状態の安定化が期待される。
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