単核非ヘム鉄酵素モデル系における高原子価酸化活性種の生成とその性質

单核非血红素铁酶模型系统中高价氧化物质的产生和特性

• 批准号: 12740368
• 负责人: 舩橋 靖博
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology (2001)Okazaki National Research Institutes (2000)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12740368/
• 关键词: 単核非ヘム鉄酵素; 金属-ハイドロパーオキソ種; 非共有結合性相互作用; N-デアルキレーション; 酸素移行反応; 非ヘム鉄酵素モデル; 嵩高いsalen誘導体; 鉄(III)錯体; Protocatechuate3,4-Dioxygenase; Fe(III)ジカチオンラジカル種

例えば単核非ヘム鉄酵素であるドーパミンβ-ハイドロキシラーゼは単核銅イオンを活性中心に有し、分子状酸素を利用してドーパミンのβ位の水酸化を触媒する金属含有タンパク質である。そのような酸素添加反応において重要な活性酸素中間体として、金属に結合したハイドロパーオキソ種が挙げられる。金属-ハイドロパーオキソ種の検討は、酵素反応のみならず種々の低分子量モデル錯体を用いた系についても活発に行われている。しかし、金属-ハイドロパーオキソ種の反応性の完全な制御には至っていない。本研究室においては各種の非共有結合性相互作用を有する三脚型ポリピリジン配位子BPPA(bis(6-pivalamido-2-pyridylmethyl)(2-pyridylmethyl)amine)を用いて、捕捉の困難な単核銅-ハイドロパーオキソ錯体の単離に成功し、その分光学的・物理学的性質を明らかにした。この錯体は、配位子のピリジン6位に導入したピバルアミド基のアミドNHと銅に配位したハイドロパーオキソ種の結合酸素原子Oとの水素結合が熱的安定性に寄与し、室温においても安定に生成する。そこで本研究では、一旦生成した銅-ハイドロパーオキソ種を活性化して酸素添加反応に供与するために、水素結合の位置特異性の制御を試みた。その結果について以下に述べる。今回、BPPA配位子のハイドロパーオキソ種の結合酸素原子O(近位酸素原子)への水素結合を形成するピバルアミド基のかわりに、遠位酸素原子に水素結合できる部位を導入した新規配位子Ll(N'-methyl-N"-pivalamidoethyl-N,N-bis(pyridylmethyl)aminoethylamine)を設計し、過塩素酸銅との反応により錯体([Cu(Ll)](ClO_4)_2,を得た。この錯体はMeCN溶媒中-40℃条件下において、2当量のトリエチルアミンと10当量の過酸化水素を添加することにより、吸収スペクトルにおいて381nm(ε=1000M^<-1>cm^<-1>)にハイドロパーオキソイオンから銅へのLMCTと考えられるピークが観測され、単核銅-ハイドロパーオキソ錯体を形成することが示された。この単核銅-ハイドロパーオキソ錯体の溶液を室温まで昇温すると、LMCT由来の吸収は消失したため、パーオキソ錯体は分解したと考えられる。このパーオキソ錯体の熱分解による生成物をESI-massスペクトルにより追跡したところ、m/z=445,431,318,459にそれぞれ銅錯体由来のピークを観測した。これらは、配位子の脱メチル化により生成した銅錯体、脱アルキル化した銅錯体、一部が酸化された銅錯体にそれぞれ対応することから、配位子LlにおけるN-デアルキレーションおよび酸素移行反応が生じたものと推定できる。

Example え ば 単 nuclear non ヘ ム iron objects enzyme で あ る ド ー パ ミ ン beta ハ イ ド ロ キ シ ラ ー ゼ は 単 nuclear copper イ オ ン を active center に し, molecular shape element を acid using し て ド ー パ ミ ン の beta a の water acidification を catalyst す る metal containing タ ン パ ク qualitative で あ る. そ の よ う な acid, adding anti 応 に お い て important な active acid pigment intermediates と し て, metal に combining し た ハ イ ド ロ パ ー オ キ ソ kind が 挙 げ ら れ る. Metal - ハ イ ド ロ パ ー オ キ ソ kind の beg は 検, enzyme 応 の み な ら ず kind 々 の low molecular weight モ デ ル misprinted を with い た department に つ い て も live 発 に line わ れ て い る. <s:1> 応 <s:1>, metal -ハ ハ ドロパ ドロパ キソ キソ キソ <s:1> anti応 properties <e:1> are completely な controlled に って to って な な な. Our lab に お い て は various の is not total of associative interactions を す る three foot type ポ リ ピ リ ジ ン ligand BPPA (bis (6 - pivalamido - 2 - pyridylmethyl) (2 - pyridylmethyl) amine) を with い て, capture の difficult な 単 nuclear copper - ハ イ ド ロ パ ー Youdaoplaceholder0 キソ error キソ 単 separation from に success キソ, そ <s:1> optical · physical properties を brightness ら に に た た. こ の misprinted は, ligand の ピ リ ジ ン six に import し た ピ バ ル ア ミ ド base の ア ミ ド NH と copper に ligand し た ハ イ ド ロ パ ー オ キ ソ の combined with acid element atoms O と の water element combination が thermal stability に send and し, room temperature に お い て も settle に generated す る. そ こ で this study で は, once generated し た copper - ハ イ ド ロ パ ー オ キ ソ kind を activeness し て acid, adding anti 応 に す and supply る た め に, water element binding specificity の position の suppression try を み た. Youdaoplaceholder0 に に て て て て the following に describes べる. Today, back BPPA ligand の ハ イ ド ロ パ ー オ キ ソ の combined with acid element atoms O (nearly acid element atoms) へ の water element combination を form す る ピ バ ル ア ミ ド base の か わ り に, far acid element atoms に water element combination で き を る parts import し た new rules on the ligand Ll (N - methyl - N - pivalamidoethyl - N. , N - bis (pyridylmethyl) aminoethylamine) を design し, salt, acid copper と の anti 応 に よ り misprinted ([Cu (Ll)] (ClO_4) _2, を た. こ の misprinted は MeCN solvent - 40 ℃ under the condition of に お い て, 2 equivalent の ト リ エ チ ル ア ミ ン と 10 element equivalent water acidification passes の を add す る こ と に よ り, suck 収 ス ペ ク ト ル に お い て 381 nm (epsilon = 1000 m ^ < - > 1 cm ^ < - > 1) に ハ イ ド ロ パ ー オ キ ソ イ オ ン か ら copper へ の LMCT と え test ら れ る ピ ー ク が 観 measuring さ れ, 単 nuclear copper - ハ イ ド ロ パ ー オ キ ソ misprinted を form す る こ と が shown さ れ た. こ の 単 nuclear copper - ハ イ ド ロ パ ー オ キ ソ misprinted を の solution at room temperature ま で warming す る と, LMCT origin の 収 は disappear し た た め, パ ー オ キ ソ misprinted は decomposition し た と exam え ら れ る. こ の パ ー オ キ ソ misprinted の pyrolysis に よ る products を ESI - mass ス ペ ク ト ル に よ り tracing し た と こ ろ, m/z = 445431318459 に そ れ ぞ れ copper misprinted origin の ピ ー ク を 観 measuring し た. こ れ ら は, ligand の メ チ ル change に よ り generated し た copper misprinted, ア ル キ ル change し た copper misprinted, a が acidification さ れ た copper misprinted に そ れ ぞ れ 応 seaborne す る こ と か ら, ligand Ll に お け る N - デ ア ル キ レ ー シ ョ ン お よ び acid element migration 応 が raw じ た も の と presumption で き る.

项目成果

A.Odani, K.Kimura, Y.Funahashi, O Yamauchi: "Coppr(II)-tetrahydropterin interactions.Complex formation and oxygen activation in aqueous solution"Joumal of Inorganic Biochemistry. 86. 362-362 (2001)

A.Odani、K.Kimura、Y.Funahashi、O Yamauchi：“Coppr(II)-四氢蝶呤相互作用。水溶液中复合物的形成和氧活化”无机生物化学杂志。

H.Arii, Y.Funahashi, K.Jitsukawa, H.Masuda: "Characterization of diiron-peroxo complxes with asymmetric polypyridine ligands"Joumal of Inorganic Biochemistry. 86. 128-128 (2001)

H.Arii、Y.Funahashi、K.Jitsukawa、H.Masuda：“具有不对称聚吡啶配体的二铁过氧复合物的表征”无机生物化学杂志。

舩橋靖博: "生体内での鉄(III)モノニトロシル錯体の発見とそのモデル的展開"化学と工業. 53-4. 514-514 (2000)

Yasuhiro Funahashi：“体内单亚硝酰铁络合物的发现及其模型开发”，化学与工业 53-4（2000）。

Y.Funahashi, M.Kishida, K.Nakaya, S.Hirota, O.Yamauchi, K.Jitsukawa, H.Masuda: "Introduction of tetrahedral distortion to copper complexes by using(-)-sparteine and its effect on the oxygen adduct formation"Joumal of Inorganic Biochemistry. 86. 224-224 (2

Y.Funahashi、M.Kishida、K.Nakaya、S.Hirota、O.Yamauchi、K.Jitsukawa、H.Masuda：“通过使用(-)-金雀花碱对铜配合物引入四面体变形及其对氧加合物的影响

Y.Funahashi,K.Nakaya,S.Hirota,and O.Yamauchi: "Tetrahedral Distortion of Copper (II) Complexes and the Oxygen-Adduct Complex Due to Coordination of (-)-Sparteine"Chem.Lett.. 1172-1173 (2000)

Y.Funahashi、K.Nakaya、S.Hirota 和 O.Yamauchi：“由于 (-)-Sparteine 的配位而导致铜 (II) 配合物和氧加合物配合物的四面体变形”Chem.Lett.. 1172-1173