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2013 年度 実施状況報告書

二酸化炭素を燃料化する光捕集分子-人工補酵素-ギ酸脱水素酵素複合体の設計と創製

研究課題

研究課題/領域番号 23560947
研究機関大阪市立大学

研究代表者

天尾 豊  大阪市立大学, 複合先端研究機構, 教授 (80300961)

キーワード人工光合成 / 二酸化炭素還元 / 人工補酵素 / ソーラー燃料生成 / 酵素反応速度論
研究概要

平成23・24年度の研究成果を基盤として平成25年度は二酸化炭素-ギ酸変換反応を触媒するギ酸脱水素酵素に有効なビオローゲン骨格を持つ人工補酵素の設計と合成を引き続き進めた。さらに、合成した人工補酵素とギ酸脱水素酵素との間の相互作用に関して酵素反応速度論的な解析を進め、人工補酵素として用いているメチルビオローゲンが天然の補酵素であるNADHよりもギ酸脱水素酵素に有効に作用し、二酸化炭素-ギ酸変換反応速度を加速させていることを見出した。加えて、これまで未知であった人工補酵素であるメチルビオローゲンの還元体とギ酸脱水素酵素との間の相互作用を酵素反応論的解析し、反応速度等の速度パラメーターを明らかにすることができた.さらにビオローゲン骨格に陽イオン性置換基を導入することでさらにメチルビオローゲンを用いるよりも反応速度で約5倍程度向上させることができた.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究代表者は平成25年4月に大分大学工学部応用化学科から大阪市立大学複合先端研究機構に異動し、研究・実験設備の整備・機器移設等に予定以上の時間を要したが、人工補酵素であるメチルビオローゲンの還元体とギ酸脱水素酵素との間の相互作用を酵素反応論的解析し、反応速度等の速度パラメーターを明らかにすることができた点は本提案研究を進めるにあたって極めて重要な成果であるため概ね順調に進展していると判断できる。

今後の研究の推進方策

研究代表者は平成25年4月に大分大学工学部応用化学科から大阪市立大学複合先端研究機構に異動し、研究・実験設備の整備・機器移設等に予定以上の時間を要したため、十分な研究成果を達成できなかったため、研究実施要項は変更しないものの、補助事業期間を1年延長した。平成25年までに蓄積されたデータをもとに、光エネルギーを用いた二酸化炭素からギ酸への変換可能な分子構築を達成し、研究を総括するとともに、内外の関連学会・学術雑誌に積極的に公表する。

次年度の研究費の使用計画

研究代表者は平成25年4月に大分大学工学部応用化学科から大阪市立大学複合先端研究機構に異動し、研究・実験設備の整備・機器移設等に予定以上の時間を要したため、平成25年度末までに研究を終了することができなかったため補助事業期間を1年延長した。以上の理由から次年度使用額が生じた。
平成25年度までの残金も含めて、研究実施事項を変更せず,物品費457,274円を試薬・ガラス器具・酵素類購入に、旅費265,930円を国内外の学会発表、調査研究旅費に、人件費・謝金294,700円を研究補助の謝金に、その他138,750円を論文掲載費等にそれぞれ充当する。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2013

すべて 学会発表 (15件) (うち招待講演 4件)

  • [学会発表] 光水素生産反応のための水素発生用人工酵素の構築と評価2013

    • 著者名/発表者名
      甲斐温朗,天尾豊
    • 学会等名
      第43回石油・石油化学討論会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      20131114-20131115
  • [学会発表] 光増感剤‐酵素系による二酸化炭素‐メタノール変換系の構築2013

    • 著者名/発表者名
      片岡良太、天尾豊
    • 学会等名
      第43回石油・石油化学討論会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      20131114-20131115
  • [学会発表] 二酸化炭素還元能を有する酵素を活性化する人工補酵素の開発2013

    • 著者名/発表者名
      池山秀作、天尾豊
    • 学会等名
      第43回石油・石油化学討論会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      20131114-20131115
  • [学会発表] ギ酸脱水素酵素が触媒する二酸化炭素‐ギ酸変換反応に有効な人工補酵素の開発2013

    • 著者名/発表者名
      安部龍太郎,天尾豊
    • 学会等名
      第43回石油・石油化学討論会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      20131114-20131114
  • [学会発表] ソーラー燃料生成のためのハイブリッド型人工光合成システムの構築2013

    • 著者名/発表者名
      天尾豊
    • 学会等名
      日本太陽エネルギー学会関西支部 2013 年度シンポジウム
    • 発表場所
      キャンパスポート大阪
    • 年月日
      20131113-20131113
    • 招待講演
  • [学会発表] 二酸化炭素‐ギ酸変換反応を触媒するギ酸脱水素酵素に対する人工補酵素の化学構造と機能相関2013

    • 著者名/発表者名
      天尾豊,池山秀作
    • 学会等名
      第112回触媒討論会
    • 発表場所
      秋田大学
    • 年月日
      20130918-20130920
  • [学会発表] 二酸化炭素分子変換する光増感分子-酵素複合系2013

    • 著者名/発表者名
      天尾豊
    • 学会等名
      2013光化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      20130911-20130913
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of Chemical Structure of Viologen-derivatives on the Conversion of CO2 to Formic acid Activity with Formate Dehydrogenase2013

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Amao, Shusaku, Ikeyama
    • 学会等名
      XIth European Congress on Catalysis
    • 発表場所
      France
    • 年月日
      20130901-20130906
  • [学会発表] Effect of Chemical Structure of Viologen-derivatives on the CO2 Reduction Activity with Formate Dehydrogenase2013

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Amao, Shusaku, Ikeyama
    • 学会等名
      he Sixteenth International Symposium on Relations between Homogeneous and Heterogeneous Catalysis (ISHHC-16)
    • 発表場所
      Hokkaido University
    • 年月日
      20130804-20130809
  • [学会発表] ソーラー燃料・物質生産のための人工光合成技術~これまでの成果と実用への課題~2013

    • 著者名/発表者名
      天尾豊
    • 学会等名
      ITACテクノカフェ大阪25年度第3回定例会
    • 発表場所
      大阪府立大学 I-siteなんば
    • 年月日
      20130719-20130719
    • 招待講演
  • [学会発表] 藻類由来光合成器官を利用した光電変換デバイスの機能評価2013

    • 著者名/発表者名
      天尾豊
    • 学会等名
      2013有機太陽電池シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      20130712-20130713
    • 招待講演
  • [学会発表] 光水素生産反応のための水素発生用人工酵素の構築と評価2013

    • 著者名/発表者名
      甲斐温朗,天尾豊
    • 学会等名
      第50回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      20130706-20130706
  • [学会発表] 光捕集‐人工補酵素機能を合わせ持つ複合分子の合成と光化学的特性評価2013

    • 著者名/発表者名
      安部龍太郎,天尾豊
    • 学会等名
      第50回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      20130706-20130706
  • [学会発表] 光増感分子‐酵素系による二酸化炭素‐メタノール変換反応機構解明に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      片岡良太、天尾豊
    • 学会等名
      第50回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      20130706-20130706
  • [学会発表] 二酸化炭素‐ギ酸変換反応系を触媒するギ酸脱水素酵素に対する人工補酵素の化学構造と機能相関に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      池山秀作、天尾豊
    • 学会等名
      第50回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      20130706-20130706

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公開日: 2015-05-28  

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