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近年、従来の翻訳後修飾とは全く異なる特殊な化学修飾が施されたアミノ酸側鎖の架橋構造や補因子(Cross-linked Protein-derived Cofactors (CPDC))が種々のタンパク質内で発見されてきた。本研究では、申請者らが培ってきた金属－活性酸素種による酸化的自己修飾の手法を発展させ、小型タンパク質の内部で、自発的に形成される新奇なCPDCを持った機能性タンパク質、特に人工ラジカル金属酵素の創製を行う。生起させたCPDC近傍微小環境の制御に加え、金属配位構造の最適化により、安定なラジカルを保持可能な酸化還元補酵素として昇華させることでCPDCの利用価値を証明する。その過程において高難度のC-H結合活性化やC-C結合形成など有用な合成手法に直結する新規ケミストリーの発見を目指した。
前年度達成されたTyr-Cysを配置したタンパク質について3種の変異体の立体構造を決定するとともに、紫外可視吸収や共鳴ラマンスペクトルなどを用いて分光学的な特性評価を行った。このように配置したTyr-Cys架橋構造はタンパク質の構造安定性に寄与するだけでなく、グアヤコールなどを基質とする一電子酸化反応をそくしんすることを明らかとした。銅によって活性化された酸化剤が近傍のTyr-Cys架橋構造を酸化し、反応性の高いチロシルラジカルが生成している可能性が示唆された。また、その形成過程には銅イオン、還元剤、酸素が必須であることが分かり、可能性の1つではあるものの銅活性酸素種の寄与が考えられる。
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