銅タンパク質による酸素活性化と量子化学計算の新展開

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21750063
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 塩田 淑仁 九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (70335991)
• Keywords: 金属錯体 / 理論計算 / 遷移状態 / 密度汎関数法 / メタン活性化

Research Abstract

遷移金属元素は,触媒では活性点として,生体内では酵素の活性中心として働き,高い選択性や温和な条件で反応をコントロールし,極めて高効率で物質の変換を行っている.このように遷移金属元素は微量ながら,触媒や酵素の活性点できわめて重要な役割を果たしている.それらの反応は一見すると単純な反応であっても複雑な素反応の組み合わせで進行していると考えられている.そのため,反応機構を明らかにするためには,素反応レベルでの理解を欠かすことができない.しかし,優れた実験手法を用いたとしてもその反応機構を実験的手法のみで完全に解明することは困難であり,理論化学,特に量子化学計算のサポートが必要とされている。本年度までに研究の目的である金属酵素の二核銅活性点による反応がほぼ明らかとなった。とくにメタン酸化酵素がどのように安定なメタンを活性化させるかを理論的に解明した。これらの結果は学会発表、論文投稿を通じて公開された。これらの知見をもとに他の金属酵素についても同様の解析を今後行う予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究計画通りに研究が進展し、学会や論文誌に成果を発表した。

Strategy for Future Research Activity

特に問題点が発生していないため、研究計画にのっとり研究を遂行する。

Research Products

• [Journal Article] Theoretical study of oxidation of cyclohexane diol to adipic anhydride by [Ru(IV)(O)(tpa)(H2O)]2+complex (tpa=tyis(2-pyridylmethyl)amine) (2011)
  • Author(s): Shiota, Yoshihito, Herrera, Jorge M, Juhasz, Gergely, Abe, Takafumi, Ohzu, Shingo, Ishizuka, Tomoya, Kojima, Takahiko, Yoshizawa,Kazunari
  • Journal Title: Inorganic chemistry Volume: 50 Pages: 6200-6209
  • DOI: 10.1021/ic200481n
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Theoretical study on the formation of silacyclopropene from acylsilane and acetylene via silene-to-silylene rearrangement (2011)
  • Author(s): Tanaka, H, Kondo, Y, Shiota, Y Naka, A, Ishikawa, M, Yoshizawa, K
  • Journal Title: Organometallics Volume: 30 Pages: 3160-3167
  • DOI: 10.1021/om2002393
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Proton-Coupled Electron Shuttling in a Covalently Linked Ruthenium-Copper Heterodinuclear Complex (2011)
  • Author(s): Ishizuka, T, Tobita, K, Yano, Y, Shiota, Y, Yoshizawa, K, Fukuzumi, S, Kojima, T
  • Journal Title: Journal of the American Chemical Society Volume: 133 Pages: 18570-18573
  • DOI: 10.1021/ja208141b
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mechanistic insights into photochromic behavior of a ruthenium(II)-Pterin complex (2011)
  • Author(s): Ishizuka, T, Sawaki, T, Miyazaki, S, Kawano, M, Shiota, Y, Yoshizawa, K, Fukuzumi, S, Kojima, T
  • Journal Title: Chemistry-A European Journal Volume: 17 Pages: 6652-6662
  • DOI: 10.1002/chem.201003522
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 銅二核活性点におけるメタン酸化反応に関する理論的研究 (2012)
  • Author(s): 塩田淑仁, 吉澤一成
  • Organizer: 日本化学会春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学
  • Year and Date: 2012-03-27
• [Presentation] 金属錯体のスピン交差に関する理論的研究-電子状態と反応性- (2011)
  • Author(s): 塩田淑仁
  • Organizer: 第2回統合物質シンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋大学(招待講演)
  • Year and Date: 2011-11-08
• [Presentation] 銅二核活性点におけるメタン酸化反応に関する理論的研究 (2011)
  • Author(s): 塩田淑仁, 吉澤一成
  • Organizer: 酸化反応討論会
  • Place of Presentation: 大阪大学
  • Year and Date: 2011-11-04
• [Presentation] 銅二核錯体上での酸素活性化に関するチロシン残基の役割に関する理論的研究 (2011)
  • Author(s): 塩田淑仁, 吉澤一成
  • Organizer: 触媒討論会
  • Place of Presentation: 北見工業大学
  • Year and Date: 2011-09-20
• [Presentation] Theoretical Study of the Mechanism of Valence Tautomerism in Cobalt Complexes (2011)
  • Author(s): 塩田淑仁, 吉澤一成
  • Organizer: 第7回化学物理国際会議
  • Place of Presentation: 早稲田大学
  • Year and Date: 2011-09-20