カルコゲン架橋二核骨格をもつ酵素活性中心モデル錯体の合成と触媒機能

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18065013
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 松本 剛 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助教 (50311717)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2009
• キーワード: 二核錯体 / カルコゲニド / 金属酵素活性中心 / モデル反応 / 協奏機能触媒

研究概要

多核金属錯体を活性中心にもつ還元系酵素の触媒反応機構解明と触媒反応への展開をめざし、最も基本的なカルコゲン架橋二核錯体を含む[NiFe]ヒドロゲナーゼとアセチルCoA合成酵素をモデルとする研究を行った。その結果、S/OH架橋Ge/Ru二核錯体がヒドロゲナーゼと同様に常温常圧で水素分子を活性化することを見いだし、その機構の詳細を明らかにした。アセチルCoA合成酵素については、Ni二核錯体を用いて酵素触媒反応サイクルを人工構築することに成功し、その機構を解明した。

研究成果

• [雑誌論文] A Dinuclear Nickel Complex Modeling of the Ni_d(II)-Ni_p(I) State for the Active Site of Acetyl CoA Synthase (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, T.; Ito, M.; Kotera, M.; Tatsumi, K.
  • 雑誌名: Dalton Trans. 39 ページ: 2995-2997
  • 査読あり
• [雑誌論文] Host plant genome overcomes the lack of bacterial gene for symbiotic nitrogen fixation (2009)
  • 著者名/発表者名: Hakoyama, T.; Niimi, K.; Watanabe, H.; Tabata, R.; Matsubara, J.; Sato, S.; Nakamura, Y.; Tabata, S.; Li, J.; Matsumoto, T.; Tatsumi, K.; Nomura, M.; Tajima, S.; Ishizaka, M; Yano, K.; Imaizumi-Anraku, H.; Kawaguchi, M.; Kouchi, H.; Suganuma, N.
  • 雑誌名: Nature 462 ページ: 514-517
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acetyl CoA Synthase, a Key Player of Carbon Fixation in Nature (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, T.
  • 雑誌名: Bull. Jpn. Soc. Coord. Chem. 54(Review) ページ: 38-51
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence for a Rapid Degenerate Hetero-Cope-type Rearrangement in Cp*W(S)_2-CH_2-CH_2-CH=CH_2 (2009)
  • 著者名/発表者名: Eweiner, F.; Senda, S.; Bergander, K.; Muck-Lichtenfeld, C.; Grimme, S.; Frohlich, R.; Aoyama, M.; Kawaguchi, H.; Ohki, Y.; Matsumoto, T.; Kehr, G.; Tatsumi, K.; Erker, G.
  • 雑誌名: Chem. Asian J. 4 ページ: 1830-1833
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dinuclear Nickel Complexes Modeling the Structure and Function of the Acetyl CoA Synthase Active-Site (2009)
  • 著者名/発表者名: Ito, M.; Kotera, M.; Matsumoto, T.; Tatsumi, K.
  • 雑誌名: Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 106 ページ: 11862-11866
  • 査読あり
• [雑誌論文] Organometallic Chemistry in [NiFe] Hydrogenases: Synthesis of the Structural and Functional Models (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, T.; Ohki, Y.; Tatsumi, K.
  • 雑誌名: J. Syn. Org. Chem. Jpn. 67 ページ: 540-553
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Reactions of Mono- and Dinuclear Nickel(I) Thiolate Complexes (2009)
  • 著者名/発表者名: Ito, M.; Matsumoto, T.; Tatsumi, K.
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 48 ページ: 2215-2223
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cationic and Anionic Dinuclear Nickel Complexes [Ni(N_2S_2)Ni(dtc)]^n (n =-1, +1) Modeling the Active Site of Acetyl-CoA Synthase (2009)
  • 著者名/発表者名: Song, Y.; Ito, M.; Kotera, M.; Matsumoto, T.; Tatsumi, K.
  • 雑誌名: Chem. Lett. 38 ページ: 184-185
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Models for the Active Site of Acetyl-CoA Synthase: Synthesis of Dinuclear Nickel Complexes having Thiolate, Isocyanide, and Thiourea on the Ni_p Site (2009)
  • 著者名/発表者名: Ito, M.; Kotera, M.; Song, Y.; Matsumoto, T.; Tatsumi, K.
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 48 ページ: 1250-1256
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Ge_2NiS_4 Clusters and the Thermal Transformation to a Ge_4Ni_6S_<12> Cluster (2008)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, T.; Matsui, Y., Ito, M.; Tatsumi, K.
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 47 ページ: 1901-1903
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Functional Hydrogenase Model: Reversible Interconversion of H_2 and H_2O by a Hydroxo/Sulfido-Bridged Dinuclear Ruthenium-Germanium Complex (2008)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, T.; Nakaya, Y.; Itakura, N.; Tatsumi, K.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 130 ページ: 2458-2459
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heterolytic Dihydrogen Activation by a Sulfido- and Oxo-Bridged Dinuclear Germanium-Ruthenium Complex (2008)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, T.; Nakaya, Y.; Tatsumi, K.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 47 ページ: 1913-1915
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of syn-2, 4-Dimercapto-1, 3, 2, 4- dithiadigermetane and Its Application for Ge_2PdS_4 Cluster Synthesis (2008)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, T.; Matsui, Y.; Ito, M.; Tatsumi, K.
  • 雑誌名: Chem. Asian J. 3 ページ: 607-613
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nickel(II) Thiolate Complexes with a flexible cyclo-{Ni_<10>S_<20>} Framework. (2006)
  • 著者名/発表者名: Zhang, C.; Takada, S.; Kolzer, M.; Matsumoto, T.; Tatsumi, K.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 45 ページ: 3768-3772
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Oxo- and Sulfido-Bridged Germanium-Ruthenium Complexes and Reactions on the Chalcogenido Bridges. (2006)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, T.; Nakaya, Y.; Tatsumi, K.
  • 雑誌名: Organometallics 25 ページ: 4835-4845
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mono{Hydrotris(mercaptoimidazolyl) borato} Complexes of Manganese(II), Iron(II), Cobalt(II), and Nickel(II) Halides (2006)
  • 著者名/発表者名: Senda, S.; Ohki, Y.; Hirayama, T.; Toda, D.; Chen, J. -T.; Matsumoto, T.; Kawaguchi, H.; Tatsumi, K.
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 45 ページ: 9914-9925
  • 査読あり
• [学会発表] Dinuclear Nickel Complexes Modeling the Sructure and Function of Acetyl CoA Synthase (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, T.
  • 学会等名: The 14th International Conference on Bioinorganic Chemistry (ICBIC 14)
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20090725-20090730
• [学会発表] カルコゲン架橋複核錯体を利用した小分子活性化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松本剛
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会特別企画"若手研究者が語る次世代生物無機化学"
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20090327-20090330
• [学会発表] Reversible H_2 Activation by Hetero-dinuclear Ru/Ge Complexes: A Functional Hydrogenase Model (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, T.
  • 学会等名: The 1^<st> G-COE International Symposium on Elucidation and Design of Materials and Molecular Functions
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20090113-20090114
• [学会発表] Dihydrogen Activation by Dinuclear Ge-Ru Complexes Modeling [NiFe] Hydrogenase (2008)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, T.
  • 学会等名: The 2^<nd> International Symposium on Concerto Catalysis
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080418-20080419
• [学会発表] ヒドロゲナーゼに学ぶゲルマニウムールテニウム複核錯体の可逆な水素活性化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 松本剛
  • 学会等名: 東京工業大学理学研究流動機構シンポジウム"元素の個性-どう見るか、どうつくるか、どう使うか-
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20071129-20071130
• [学会発表] Dinuclear Nickel Complexes modeling Acetyl-CoA Synthase (2007)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, T.
  • 学会等名: The 13th International Conference on Bioinorganic Chemistry (ICBIC 13)
  • 発表場所: ウイーン、オーストリア
  • 年月日: 20070715-20070720
• [学会発表] Dihydrogen Activation by Chalcogenide-bridged Bimetallic Ru-Ge Complexes (2007)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, T.
  • 学会等名: 第1回アジア国際シンポジウム
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2007-03-27
• [学会発表] H_2の活性化 (2006)
  • 著者名/発表者名: 松本剛
  • 学会等名: 第56回錯体化学討論会シンポジウム"小分子の活性化新展開"
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 20060916-20060918
• [学会発表] Enzymatic Reaction Models of [NiFe] Hydrogenase and Acetyl-CoA Synthase (2006)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, T.
  • 学会等名: International COE Symposium for Young Scientists on Frontiers of Molecular Science
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20060825-20060826
• [備考] Dalton Trans 2010, 12号の中表紙
• [備考] Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 23号の口絵(Frontispiece)