ニトロゲナーゼ機能モデルとなる金属ー硫黄クラスターの創出

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16H04116
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機化学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 大木 靖弘 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (10324394)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 窒素固定化 / ニトロゲナーゼ / 金属-硫黄クラスター / モリブデン

研究成果の概要

窒素固定化酵素ニトロゲナーゼの機能であるN2からNH3への還元反応は、FeMo-cofactorと呼ばれる金属-硫黄クラスターによって触媒されるが、その酵素反応過程はほとんど解明されておらず、また人工の金属-硫黄クラスター分子によるN2の還元反応も困難を極めている。本研究では、FeMo-cofactorの機能発現に必要な要素を独自に考察して組み込んだ金属-硫黄クラスターとして、Cp*基（C5Me5基）をモリブデンに結合させたキュバン型（立方体型）の[Mo3S4M]クラスターを設計、合成してN2等の還元反応を検討し、キュバン型クラスターに取り込んだTiを反応点とするN2の活性化に成功した。

自由記述の分野

錯体化学、生物無機化学、有機金属化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、多数の金属原子と硫黄原子を集めた「金属-硫黄クラスター」分子を用いて、N2を捕捉し還元できることを世界で初めて実証した。この研究をさらに発展させることで、酵素タンパク中で金属-硫黄クラスターがどのようにN2を捕捉し還元するかを明らかにすることや、酵素のN2還元機能を人工的に再現することが可能になると期待される。