2023 Fiscal Year Research-status Report
Development of novel biochemical experiment tools based on metal-olefin specific interactions
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22K05316
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
松尾 貴史 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (50432521)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長尾 聡 兵庫県立大学, 理学研究科, 特任助教 (30452535) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | メタセシス / ルテニウムーオレフィン相互作用 / カルコゲン元素 / ホベイダーグラブス錯体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体分子化学の研究において、「標的生体分子の選択的化学修飾・標識」は重要な実験技術であり、金属錯体触媒反応は高い官能基選択性から、その有用性が認識されている。しかし、金属錯体の疎水性、 水中での反応性低下といった問題点があり、生体分子化学研究のツールとし ての適用は困難とされている。そこで、本研究を通して、「親水性ホベイダ-グラブス触媒」が、これらの問題を克服するのに有用であり、当該研究分野で実施される実験条件下で利用可能な生体分子修飾ツールであることを明らかにする。昨年度、水中においてもルテニウムーオレフィン相互作用が機能することを見出したことを受け、今年度は、ホベイダ-グラブス触媒をルテニウムーオレフィン相互作用によって生体分子上に安定に固定化することを念頭に、ベンジリデン配位子上にカルコゲン元素を導入した触媒を合成し、カルコゲン元素による触媒錯体の安定性および反応性への寄与を検証した。ホベイダ-グラブス第２世代触媒（HG-II)と硫黄原子を有するベンジリデン配位子との化学量論的反応では、HG-IIの配位子部分が硫黄原子含有配位子と交換が観測された。その交換効率は８０％程度であり、硫黄原子への導入によって触媒錯体が安定化していることが示された。ベンジリデン配位子上にカルコゲン元素を導入した触媒の有機溶媒中での活性は、HG-IIと比較すると反応初期速度では劣るが、メタノール等の極性溶媒中では、硫黄原子を配位子上に有する錯体の方がHG-IIよりも反応効率が高くなり、極性溶媒中での耐久性の向上が認められた。以上のことから、ホベイダ-グラブス型錯体を極性有機溶媒あるいは水中で利用する場合、配位子上にカルコゲン元素を配置させることで触媒を安定化し耐久性を向上させることが可能であることを明らかにできた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
親水性ホベイダ-グラブス触媒を生化学研究ツールとして用いるのに必須である「水中での安定性」について、配位子上にカルコゲン元素を配置させることが有効であることを見出した。
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| Strategy for Future Research Activity |
タンパク質のシステイン残基を、硫黄原子を有するベンジリデン配位子によって化学修飾し、親水性ホベイダグラブス錯体による「ルテニウム錯体移動反応」を行い反応効率を評価する。
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| Causes of Carryover |
タンパク質精製に用いるカラムの納品が欠品で遅れ、令和6年度に実験を実施することとしたため。
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