補酵素類縁体による電極界面の分子修飾とレドックス触媒能の速度論的評価

辅酶类似物对电极界面的分子修饰及氧化还原催化能力的动力学评价

• 批准号: 07215221
• 负责人: 大坂 武男
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07215221/
• 关键词: 分子修飾電極; 活性酸素種; スーパーオキシドイオン; 酸素; 電子移動反応; 電気化学

本研究は、"電極界面修飾"の概念を適用して、レドックス補酵素や活性酸素種(ROS)が関与する生体内電子移動反応を解明するためのモデル反応場を構築し、さらにこれらのレドックス反応場特性を解明することを目的として行われ、本年度は次の成果を得た。1.解明活性機能分子(キノリンおよびそのメチル、フェニル誘導体、芳香族チオール化合物など)の電場界面での分子集合組織化を利用して、水溶液系におけるO_2^-の電解生成と反応解析のための分子修飾電極を開発し、その場分光電気化学法およびin situ電気化学マイクロバランス法によるキャラクタリゼーションに基づいて「反応場効果」を明らかにした。また、微小電極系への適用のための基礎として、微小円筒電極での交流ボルタンメトリーの理論解析を行なった。2.ストップトフロー分光法およびパルス電解ストップトフロー分光法による実験結果とSONOュレーション解析から、AN、DMF、DMSOなどの非プロトン溶媒中における微量の水によるO_2^-の不均化反応は、H_2OによるO_2^-のプロトン付加反応(平衡)によるヒドロペルオキシラジカル(HO_2・)の生成とそれに引き続いて起こるO_2^-によるHO_2・の還元反応からなり、O_2^-の不均化反応(全反応: 2O_2^-+H_2O→HO_2^-+OH^-+O_2)の速度は、AN>DMF>DMSOの順に小さくなり、これはO_2^-とH_2Oのそれぞれの溶媒中での溶媒和の違いに基づくことを明らかにした。また、ウミホタルルシフェリン誘導体(MCLA)とO_2^-との特異的反応による発光現象を電気化学法およびin situ蛍光分光測定法で解析した結果、O_2の電解生成量と発光量との間には比例関係が成り立つことを見い出し、さらにいくつかの発光プロセスが同時に起こっていることを明らかにした。

This study applies the concept of "electrode interface modification" to understand the electron transport reaction in vivo and the characteristics of the reaction field. 1. cleavage-resolving functional molecule Development of Molecular-Modified Electrodes for Electrolytic Generation and Reverse Oxidation of O_2-in Aqueous Solutions The field analysis photochemistry method and the in situ electrochemistry method are described in detail in the "inverse field effect". The application of micro-electrode system is based on the theoretical analysis of micro-cylinder electrode. 2. Spectroscopic analysis of trace amounts of water in solvents such as AN, DMF, DMSO, etc. H_2O is the most important component of H_2O in the production of H_2O, and H_2O is the most important component of H_2O in the production of H_2O. The velocity of (total reaction: 2O_2^-+H_2O→HO_2^-+OH^-+O_2) is higher than that of DMF>DMSO. The electrochemistry method and in situ spectrophotometry were used to analyze the light emission phenomenon between MCLA and O_2. The results showed that the proportional relationship between the amount of O_2 produced by electrolysis and the amount of light emitted was established.

项目成果

Futoshi MATSUMOTO: "Electrogeneration of Superoxide Ion at α-Quinoline Adsorbed Mercury Electrode in Alkaline Aqueous Solution" J.Deuterium Sci.(発表予定). (1996)

Futoshi MATSUMOTO：“碱性水溶液中 α-喹啉吸附汞电极产生超氧离子”J. Deuterium Sci（待发表）。

Takeo OHSAKA: "Voltammetric Response of Borine Erthrocyte superoxide Dismutase at a Cysteine-Moditied Gold Electrode" J. Chem. Soc. Chem. Commun.(発表予定). (1996)

Takeo OHSAKA：“半胱氨酸修饰金电极上的硼红细胞超氧化物歧化酶的伏安响应”J. Chem. Commun。

Noboru OYAMA: "Coupling between Electron and Mass Transfer Kimetics in Electroactive Polymer Films" Progress in Polym. Sci.20. 761-818 (1995)

Noboru OYAMA：“电活性聚合物薄膜中电子与传质动力学之间的耦合”聚合物进展。

徳田 耕一(分担): "(続)電気化学測定法" 電気化学協会(編), 158 (1995)

德田浩一（撰稿人）：“（续）电化学测量方法”电化学会（编辑），158（1995）

Koichi TOKUDA: "AC Voltammetry at Microcylinder Electrodes" J. Electroanal. Chem.396. 365-370 (1995)

Koichi TOKUDA：“微圆柱电极的交流伏安法”J. Electroanal。