新規機能性分子を自己集積化した生体内NOセンサー用電極の構築

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18550123
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 小澤 智宏 名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70270999)
• 研究分担者: 増田 秀樹 名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50209441) ; 舩橋 靖博 名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00321604)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 生体内一酸化窒素(NO) / にトリルヒドラターゼ / センサー電極 / 高選択性 / 金属(コバルト)錯体

研究概要

生命維持に関与する生体内一酸化窒素(NO)を検出するために、NOと選択制の高い化合物の設計し、高感度が期待できる電気化学的手法を用いた系の構築を試みた。一般的にNOのみならずヘテロ原子を有する分子あるいはイオンは金属イオンと相互作用するが、金属イオンに相互作用できる配位子の電子供与性を大きくすることで、反応性の高いNOのみに選択制を示す分子の構築に成功した。またこの化合物を用いて電極化を試みた。電極化の方法は2種類選択した。第一に、本研究で得られた高選択性を示す化合物には金などと非常に強い相互作用可能な硫黄原子を有していることから、金硫黄結合を利用した電極の構築を行った。しかしながら、本分子には3つの硫黄原子が含まれていたためその配向性の制御が非常に困難であり、再現性のある結果が得られなかった。そこでNOに対し電気化学的応答性質を有するカーボンナノチューブに本機能性錯体を静電的相互作用を利用して表面修飾したものを電極として用いた。本来のカーボンナノチューブが検知可能な感度に対し、有意な電流応答が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of an asymmetrically arranged equatorial chelate ring in an active site of Nitrile Hydratase (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Yano, Y. Wasada-Tsutsui, Y. Kajita, T. Shibayama, Y. Funahashi, T. Ozawa, and H. Masuda
  • 雑誌名: Chem. Lett 37(1) ページ: 66-67
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and functional model systems for analysis of the active center of nitrile hydratase (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Yano, T. Ozawa, and H. Masuda
  • 雑誌名: Chem. Lett 37(7) ページ: 672-677
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-assembled monolayer electrode of a diiron complex with a phenoxo-based dinucleating ligand : observation of molecular oxygen adsorption/desorption in aqueous media (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Inomata, K. Shinozaki, Y. Hayashi, H. Arii, Y. Funahashi, T. Ozawa, and H. Masuda
  • 雑誌名: Chem. Commun ページ: 392-394
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Luminescent Behavior of π-Extended [Ru(bpy)3]^<2+> Derivatives through Triple Hydrogen Bonds as an Organic-Inorganic Hybridized Material (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ozawa, Y. Kishi, K. Miyamoto, Y. Wasada-Tsutui, Y. Funahashi, K. Jitsukawa, H. Masuda
  • 雑誌名: Adv. Mater. Res 11-12 ページ: 277-280
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enantioselectivity in Electron-Transfer Reactions between Cytochrome c and (S)/(R)-Ruthenium Complexes. Non-Polar Interaction in a Molecular Recognition Process (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Kato, I. Takahashi, H. Kumita, T. Ozawa, Y. Funahashi, K. Jitsukawa, H. Masuda
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn 80(8) ページ: 80(8)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fixation of CO_2 by Hydroxyzink(II) Complex with Pyridylamine Type Ligand (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Yamaguchi, T. Takahashi, A. Wada, Y. Funahashi, T. Ozawa, K. Jitsukawa, H. Masuda
  • 雑誌名: Chem. Lett 36(7) ページ: 542-543
  • 査読あり
• [雑誌論文] Co(III) Complexes with N2(SO)2-type Equatorial Planar Ligands Similar to the Active Center of Nitrile Hydratase : Role of Sulfenate Group in the Enzymatic Reaction (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Yano, Y. Wasada-Tsutsui, H. Arii, S. Yamaguchi, Y. Funahashi, T. Ozawa, and H. Masuda
  • 雑誌名: Inorg. Chem 46(24) ページ: 10345-10353
  • 査読あり
• [雑誌論文] An N_2S_3-type Co(III) complex adsorbed into mesopores of FSM as a high-performance device (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Yano, T. Ikeda, Y. Funahashi, T. Ozawa, H. Masuda
  • 雑誌名: Adv. Mater. Res 11-12 ページ: 347-350
  • 査読あり
• [雑誌論文] Co^<III> Complexes with Square-Planar N_2S_2- and N_2(SO_2)_2-Type Ligands as An Active Site Structural Model for Nitrile Hydratase-Biological Implications of an Amidate Coordination (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Yano, H. Arii, S. Yamaguchi, Y. Funahashi, T. Ozawa, H. Masuda
  • 雑誌名: Eur. J. Inorg. Chem 18 ページ: 3753-3761
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Evaluation of Structural Difference in Azurins-1 and -2 from Alcaligenes Xylosoxidant GIFU 1051 in Aqueous Solution Using Self-assembled Monolayers of Optical Active Co^<III> Complex (2006)
  • 著者名/発表者名: I. Takahashi, T. Inomata, Y. Funahashi, T. Ozawa, H. Masuda
  • 雑誌名: Chem. Lett 35(12) ページ: 1404-1405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron Transfer Reaction of Cytochrome c Using the Mixed Monolayer Au Electrode Composed of Co^<III> Complex and Hydroxyl Terminated Alkanethiols (2006)
  • 著者名/発表者名: I. Takahashi, T. Inomata, D. Tsujimoto, Y. Funahashi, T. Ozawa, H. Masuda
  • 雑誌名: Trans. Mater. Res. Soc. Jpn 32(2) ページ: 583-586
  • 査読あり
• [雑誌論文] Syntheses, Characterization, and Rectivities of (μ-η^2 : η^2-Disulfido)dicopper(II)
  • 著者名/発表者名: Y. Kajita, J. Matsumoto, I. Takahashi, S. Hirota, Y. Funahashi, T. Ozawa, H. Masuda
  • 雑誌名: Complexes with N-Alkylated cis, cis-1, 3, 5-triaminocyclohexane Derivatives
  • 査読あり
• [学会発表] Selective NO sensing materials similar to the active site of nitrile hydratase (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Ozawa, Takuma Yano, Tomohiko Inomata, Hideki Takagi, Hideki Masuda
  • 学会等名: IUMRS-ICS2008
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] Preparation of Co(III) complexes ith a high selectivity for NO sensing (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Ozawa, Takuma Yano, Tomohiko Inomata, Hideki Masuda
  • 学会等名: PRiME2008 Meeting
  • 発表場所: ハワイ
  • 年月日: 2008-10-15
• [学会発表] 生体内NOセンサーを目指した含アミド型Co錯体のNO配位挙動 (2008)
  • 著者名/発表者名: 諏訪部達也・矢野卓真・猪股智彦・舩橋靖博・小澤智宏・増田秀樹
  • 学会等名: 第58回錯体化学討論会
  • 発表場所: 金沢大
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] NisoDを指向したNi(III)錯体への外部配位子の配位挙動 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中根大輔・舩橋靖博・小澤智宏・増田秀樹
  • 発表場所: 金沢大
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] Reactivity for Isocyanide and Nitrile by Using Cobalt(III) Complexes Directed to An Active Site Model of Nitrile Hydratase (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomonori Shibayama, Takuma Yano, Yasuhiro Funahashi, Tomohiro Ozawa, Hideki Masuda
  • 学会等名: EUROBIC 9
  • 発表場所: ポーランド
  • 年月日: 2008-09-05
• [学会発表] ニトリルヒドラターゼのスルフェン酸の働きと反応機構に関する提言 : 含流アミド型Co(III)モデル錯体を用いた検討 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小澤智宏・矢野卓真・柴山知範・増田秀樹
  • 学会等名: 第35回生体分子科学討論会
  • 発表場所: 兵庫県立先端科学技術センター
  • 年月日: 2008-06-25
• [学会発表] N_2S_3型Co(III)錯体における基質の配位挙動 : ニトリルヒドラターゼ反応機構への提言 (2007)
  • 著者名/発表者名: 矢野卓真・柴山知範・和佐田裕子・池田友宏・舩橋靖博・小澤智宏・増田秀樹
  • 学会等名: 第57回錯体化学討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大
  • 年月日: 2007-09-27
• [学会発表] 酸化型NiSOD活性中心の軸配位挙動に関するモデル的検討 (2007)
  • 著者名/発表者名: 中根大輔・藤井達也・舩橋靖博・小澤智宏・増田秀樹
  • 学会等名: 第57回錯体化学討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大
  • 年月日: 2007-09-26
• [学会発表] Coordination behavior of monodentate ligands for N_2S_3-type Co(III) complex as an active site model for nitrite hydratase and its hydration activity (2007)
  • 著者名/発表者名: Takuma Yano, Yoshinori Sugiura, Tomonori Shibayama, Tomohiro Ikeda, Yasuhiro Funahashi, Tomohiro Ozawa, Hideki Masuda
  • 学会等名: ICBIC
  • 発表場所: オーストリア
  • 年月日: 2007-07-18
• [学会発表] An N_2S_2-type Co(III) Complex for a High selective NO Sensing (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Ozawa, T.Yano, Y.Funahashi, H.Masuda
  • 学会等名: ICMAr2007
  • 発表場所: シンガポール
  • 年月日: 2007-06-04
• [学会発表] ニトリル水和酵素活性中心に対する錯体化学的アプローチ (2007)
  • 著者名/発表者名: 矢野卓真・池田友宏・柴山知範・舩橋靖博・小澤智宏・増田秀樹
  • 学会等名: 第88回日本化学会春季年会
  • 発表場所: 立教大
  • 年月日: 2007-03-30
• [学会発表] ニトリルヒドラターゼ活性中心構造を指向したN2S2型Co(III)錯体を用いたニトリル水和反応 (2007)
  • 著者名/発表者名: 柴山知範・矢野卓真・舩橋靖博・小澤智宏・増田秀樹
  • 学会等名: 第88回日本化学会春季年会
  • 発表場所: 立教大
  • 年月日: 2007-03-30
• [学会発表] 高選択的NO捕捉化合物の構築 : ニトリルヒドラターゼ活性中心モデル錯体のNOとの反応性 (2006)
  • 著者名/発表者名: 矢野卓真・舩橋靖博・小澤智宏・増田秀樹
  • 学会等名: 第87回日本化学会春季年会
  • 年月日: 20060000
• [学会発表] Consideration on function of the specifically oxidized thiols in nitrihe hydratase using an N_2S_3-tupe Co(III) model complex (2006)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Ozawa, Tomohiro Ikeda, Takuma Yano, Yasuhiro Funahashi, Hideki Masuda
  • 学会等名: Interantional Workshop on Advanced Ceramics
  • 発表場所: 名古屋名古屋貿易産業センター
  • 年月日: 2006-11-30
• [学会発表] Preparation of N_2S_3-type Co(III) complexes similar to nitrile hidratase active site and their insertions into mesopores of FSM (2006)
  • 著者名/発表者名: Takuma Yano, Tomohiro Ikeda, Yasuhirro Funahashi, Tomohiro Ozawa, Hideki Masuda
  • 学会等名: Interantional Workshop on Advanced Ceramics
  • 発表場所: 名古屋名古屋貿易産業センター
  • 年月日: 2006-11-30
• [学会発表] ニトリルヒドラターゼ活性中心を規範としたCo(III)錯体のナノ細孔への固定化と配位挙動の検討 (2006)
  • 著者名/発表者名: 矢野卓真・池田友宏・舩橋靖博・小澤智宏・増田秀樹
  • 学会等名: バイオ関連化学合同シンポジウム : 第21回生体関連化学部会
  • 発表場所: 京都大
  • 年月日: 2006-09-28
• [学会発表] ニトリルヒドラターゼ活性中心にみられる非対称平面の役割 (2006)
  • 著者名/発表者名: 矢野卓真・舩橋靖博・小澤智宏・増田秀樹
  • 学会等名: 第56回錯体化学討論会
  • 発表場所: 広島大
  • 年月日: 2006-09-16
• [学会発表] Role of the Oxidized Thiols in Nitrite Hydratase : Investigation on the Basis of Solvent Effects of an N_2S_3-type Co(III) complex (2006)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Ozawa, Tomohiro Ikeda, Takuma Yano, Yasuhiro Funahashi, Hideki Masuda
  • 学会等名: EUROBIC8
  • 発表場所: Portugal Aveiro
  • 年月日: 2006-07-05
• [学会発表] Characterization of N_2S_3-type Co(III) complexes similar to nitrite hydratase active site and their insertion into hydrophobic meso-porous materials (2006)
  • 著者名/発表者名: Takuma Yano, Tomohiro Ikeda, Yasuhiro Funahashi, Tomohiro Ozawa, Hideki Masuda
  • 学会等名: EUROBIC8
  • 発表場所: Portugal Aveiro
  • 年月日: 2006-07-05
• [学会発表] Role of post-translational oxidized thioles in Nitrile hydratase : Investigation o the basis of solvent effects of N2S3-type Co(III) complexes.(ニトリルヒドラターゼにおける翻訳後酸化修飾された配位硫黄原子の役割 : N2S3型コバルト(III)錯体を用いた溶媒効果に基づく研究) (2006)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Ozawa, Tomohiro Ikeda, Takuma Yano, Yasuhiro Funahashi, Hideki Masuda
  • 学会等名: 第16回金属の関与する生体関連反応シンポジゥム
  • 発表場所: 東京大
  • 年月日: 2006-06-01
• [学会発表] NO選択性を有する機能性錯体の合成とその応用(Preparation and application of functional complex molecules with a selectivity for nitric oxide) (2006)
  • 著者名/発表者名: 矢野卓真、舩橋靖博、小澤智宏、増田秀樹
  • 学会等名: 第6回日本NO学術集会
  • 発表場所: 東京砂防会館
  • 年月日: 2006-05-25