分子生命化学を指向した水中で機能する金属錯体の合成

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21350037
• 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: 同志社大学
• 研究代表者: 小寺 政人 同志社大学, 理工学部, 教授 (00183806)
• 研究分担者: 人見 穣 同志社大学, 理工学部, 准教授 (20335186) ; 船引 卓三 同志社大学, 理工学部, RCAST研究員 (70026061)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 分子生命化学 / バイオインスパイアード錯体 / メタンモノオキシゲナーゼ / 酸素活性化 / P⇔Q変換 / carboxylate-rich coordination environment / 水の酸化による酸素発生

研究概要

分子生命化学に関連する機能を再現するバイオインスパイアード錯体の開発を目的として、金属錯体の構造を溶液中で特異的に安定化する配位子を新たに開発してその金属錯体を合成した。これらの錯体を用いて、(1)メタンモノオキシゲナーゼ(sMMO)の中間体Pから活性種Qへの変換(P⇔Q変換)を再現する機能モデルの構築、(2)酸素活性化に関与する二核鉄酵素に共通するcarboxylate-rich coordination environmentの機能解明と高速高効率エポキシ化反応、(3)光合成の酸素発生中心(OEC)モデルとしてルテニウム錯体が触媒する水の酸化による酸素発生反応の効率向上などに成功した。これら全ての系において溶液中での金属錯体の構造の安定化が金属錯体の機能向上や新たな機能発現を引き起こした。これらの結果から、分子生命化学に応用可能なバイオインスパイアード錯体を開発するためには、機能発現に適した構造を溶液中で安定化する事が重要であるといえる。

研究成果

• [雑誌論文] Formation mechanism of metal nanoparticles studied by XAFS spectroscopy and effective synthesis of small metal nanoparticles (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsunehiro Tanaka, Junya Ohyama, Kentaro Teramura, Yutaka Hitomi
  • 雑誌名: Catalysis Today 巻: 183(1) ページ: 108-118
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Iron(III) Monoamidate Complex Catalyst for Selective Hydroxylation of Alkane C. H Bonds with Hydrogen Peroxide (2012)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Hitomi, Kengo Arakawa, Takuzo Funabiki, Masahito Kodera
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 巻: 51 ページ: 3448-3452
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of Enzymatically Generated Hydrogen Peroxide by Metal-Based Fluorescent Probe (2011)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Hitomi, Toshiyuki Takeyasu, Takuzo Funabiki, Masahito Kodera
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 83 ページ: 9213-9216
  • 査読あり
• [雑誌論文] πBack-Bonding of Iron(II) Complexes Supported by Tris(pyrid-2-ylmethyl) amine and its Nitro-Substituted Derivatives (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya Furukawa, Yutaka Hitomi, Tetsuya Shishido, Kentaro Teramura, and Tsunehiro Tanaka
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. A 巻: 115(6) ページ: 13589-95
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and characterization of zinc chelator conjugated with cationic peptide (2011)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Hitomi, Akihiro Kashida, Akiko Nomura, Masanori Hayashi, Masahito Kodera
  • 雑誌名: Peptide Science ページ: 319-321
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Metal-complex Catalysts Inspired by the Action Mechanism of Metalloenzymes (2011)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Hitomi, Kengo Arakawa, Junya Yano, Masashi Hata, Sachi Saito Masahito Kodera
  • 雑誌名: The Science and Engineering Review of Doshisha University 巻: 52(3) ページ: 171-176
• [雑誌論文] Efficient aerobic oxidation of hydrocarbons promoted by high-spin nonheme Fe(II) complexes without any reductant (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya Furukawa, Yutaka Hitomi, Tetsuya Shishido and Tsunehiro Tanaka
  • 雑誌名: Inorganica Chimica Acta 巻: 378(1) ページ: 19-23
  • 査読あり
• [雑誌論文] An in situ quick XAFS spectroscopy study on the formation mechanism of small gold nanoparticles supported by porphyrin-cored tetradentate passivants (2011)
  • 著者名/発表者名: Junya Ohyama, Kentaro Teramura, Yasuhiro Higuchi, Tetsuya Shishido, Yutaka Hitomi, Kazuki Aoki, Takuzo Funabiki, Masahito Kodera Kazuo Kato, Hajime Tanida, Tomoya Uruga, Tsunehiro Tanaka
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys 巻: 13 ページ: 11128-11135
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-State CASPT2 Study of Native Iron(III)-dependent Catechol Dioxygenase and Its Functional Models : Electronic Structure and Ligand-to-Metal Charge-Transfer Excitation (2011)
  • 著者名/発表者名: Naoki Nakatani, Yutaka Hitomi, Shigeyoshi Sakaki
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 115(16) ページ: 4781-4789
  • 査読あり
• [雑誌論文] In situ Au L3 and L2 Edge XANES Spectral Analysis during Growth of Thiol Protected Gold Nanoparticles for the Study on Particle Size Dependent Electronic Properties (2011)
  • 著者名/発表者名: Junya Ohyama, Kentaro Teramura, Tetsuya Shishido, Yutaka Hitomi, Kazuo Kato, Hajime Tanida, Tomoya Uruga, Tsunehiro Tanaka
  • 雑誌名: Chem. Phys. Let 巻: 507(1-3) ページ: 105-110
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-situ Observation of Nucleation and Growth Process of Gold Nanoparticles by Quick XAFS Spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Junya Ohyama, Kentaro Teramura, Yasuhiro Higuchi, Tetsuya Shishido, Yutaka Hitomi, Kazuo Kato, Hajime Tanida, Tomoya Uruga, and Tsunehiro Tanaka
  • 雑誌名: ChemPhysChem 巻: 12(1) ページ: 128-131
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and catalytic performance of organic-inorganic hybrid mesoporous material having basic nanospace (2010)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Shishido, Toru Kawaguchi, Tomohito Iwashige, Kentaro Teramura, Yutaka Hitomi, Tsunehiro Tanaka
  • 雑誌名: Catalysis Letters 巻: 140 ページ: 3-4, 121-126
  • 査読あり
• [雑誌論文] TRIS(2-PICOLINYL) METHANE AND ITS COPPER(I) COMPLEX (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuuji Kajita, Yoshimitsu Tachi, Yutaka Hitomi, Tomoyuki Nakagawa, Yoshihisa Kishima, Masahito Kodera
  • 雑誌名: Inorganic Syntheses 巻: 35 ページ: 74-77
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient Capping of Growing Gold Nanoparticles by Porphyrin Having Two Disulfide Straps over One Face (2010)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Hitomi, Junya Ohyama, Yasuhiro Higuchi, Kazuki Aoki, Tetsuya Shishido, Takuzo Funabiki, Masashito Kodera, Tsunehiro Tanaka
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn 巻: 83(11) ページ: 1392-1396
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast Guest Exchange of a 1 : 1 Zinc Porphyrin-Amine Host-Guest Complex via a Six-Coordinated Zinc Porphyrin (2010)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Hitomi, Junya Ohyama, Minori Takegoshi, Akira Ando, Takuzo Funabiki, Masashito Kodera, Tsunehiro Tanaka
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn 巻: 83(8) ページ: 950-952
  • 査読あり
• [雑誌論文] 金属タンパク質の機能を再現する高機能性多核金属錯体の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小寺政人
  • 雑誌名: 化学工業 巻: 60, No.8 ページ: 58-64
• [雑誌論文] Mechanism of photooxidation of alcohol over Nb_2O_5 (2009)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Shishido, Toshiaki Miyatake, Kentaro Teramura, Yutaka Hitomi, Hiromi Yamashita, Tsunehiro Tanaka
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 113(43) ページ: 18713-18718
  • 査読あり
• [雑誌論文] Size-controlled synthesis of gold nanoparticles by porphyrin with four sulfur atoms (2009)
  • 著者名/発表者名: Junya Ohyama, Yutaka Hitomi, Yasuhiro Higuchi, Tsunehiro Tanaka
  • 雑誌名: Topics in Catalysis 巻: 52(6-7) ページ: 852-859
  • 査読あり
• [学会発表] Dioxygen Activation by Diiron Complex with a Bis-tpa Dinucleating Ligand :μ-Oxo-μ-peroxodiiron(III) toμ-Oxodioxodiiron(IV) (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Kodera, K. Kondo, T. Yasunaga, Y. Kawahara, Y. Hitomi
  • 学会等名: 3rd Asian Conference on Coordination Chemistry
  • 発表場所: India Habitat Center, New Delhi, India
  • 年月日: 20111017-20
• [学会発表] 非へム二核鉄酵素の酸素活性化と関連する二核鉄錯体の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小寺政人
  • 学会等名: 第24回生物無機化学夏季セミナー
  • 発表場所: 大阪府羽衣青少年センター(大阪府)
  • 年月日: 20110829-31
• [学会発表] Electronic effect on dioxygen activation and substrate oxygenation catalyzed byμ-oxo-diiron complexes supported by bis-tpa type dinucleating ligands with hydrogen peroxide (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Kodera
  • 学会等名: International Symposium on Activation of Dioxygen and Homogeneous Catalytic Oxidation, ADHOC 2011
  • 発表場所: Bankoku Shinryokan, Okinawa, Japan
  • 年月日: 20110703-08
• [学会発表] Dioxygen activation of oxoperoxodiiron complexes : Effect of carboxylate donors of supproting ligand (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Kodera, T. Yasunaga, Y. Hitomi
  • 学会等名: PACIFICHEM 2010
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 20101215-20
• [備考]
  • URL: http://www1.doshisha.ac.jp/.mkodera1/