高機能を付与した人工補酵素の構築と分子内電子移動過程の解明

高功能人工辅酶的构建及分子内电子转移过程的阐明

• 批准号: 08231226
• 负责人: 大倉 一郎
• 金额: $ 1.02万
• 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08231226/
• 关键词: ポルフィリン; ビオローゲン; レーザーフラッシュ法; 分子内電子移動反応; 光水素発生

高機能を有する酵素基質の開発を行なった。すなわち、新規な光増感剤と電子伝達体とを結合し、光励起分子内電子移動が容易に進行する高機能性錯体の合成を行ない、この錯体が1分子で光増感剤と電子伝達体との両方の機能を持つことを明らかにした。具体的にはビオローゲンと電子伝達体としたポルフィリンを合成し、ビオローゲン結合型ポルフィリンの構造と機能との関係を調べた。蛍光強度、蛍光寿命、T-T吸収の減衰とメチレン鎖長との関係を調べ、特にポルフィリンの光励起一重項状態を経由したメチルビオローゲンへの電子移動過程に焦点を当てて実験を行った。ビオローゲン結合型ポルフィリンの蛍光強度は、ビオローゲンの結合していないポルフィリンの蛍光強度と比べて小さく、メチレン鎖長が短くなるほど小さくなることがわかった。かなわち、メチレン鎖長が短くなるほどビオローゲンによる蛍光の消光がよく起こっていることを示している。ビオローゲン結合型ポルフィリンではいずれのメチレン鎖長の場合にも蛍光の減衰は2成分であった。長寿命の蛍光を示す成分はビオローゲンの結合していないポルフィリンの寿命とほぼ同一であるが、短寿命成分はメチレン鎖長に大きく依存していることがわかった。これらのビオローゲン結合型ポルフィリンには2種類のコンフォーメーションがあり、短寿命成分は分子内電子移動が可能なコンフォーメーション(コンプレックスコンフォーマ-)に起因していると思われた。ビオローゲン結合型亜鉛ポルフィリンではT-T吸収の減衰に対応して還元型ビオローゲンの生成も観測される。さらに生成した亜鉛ポルフィリンカチオンと還元型ビオローゲンとの反応(逆反応)過程を測定した。その結果、還元型ビオローゲンの寿命は約1μsと長寿命であることがわかった。このビオローゲン結合型ポルフィリンと酵素ヒドロゲナーゼを組み合わせ、光水素発生に成功している。

The high-function を has a する enzyme matrix that is を and なった. す な わ ち, new rules な rights are tonic と electronic 伝 of light body と を し, excitation light within molecular electronic mobile が easy に す る high functional misprinted の synthetic line を な い, こ の misprinted が 1 molecular で rights are tonic と electronic 伝 of light body と の struck party の function を hold つ こ と を Ming ら か に し た. Specific に は ビ オ ロ ー ゲ ン と electronic 伝 of body と し た ポ ル フ ィ リ ン を synthetic し, ビ オ ロ ー ゲ ン combination type ポ ル フ ィ リ ン の tectonic と function と の masato is を adjustable べ た. 蛍 light intensity, light 蛍 life, T - T suck 収 の damping と メ チ レ ン lock long と の masato is を べ, especially に ポ ル フ ィ リ ン の excitation light up a heavy item status を 経 by し た メ チ ル ビ オ ロ ー ゲ ン へ の electronic mobile process に focus を when て て be 験 を line っ た. ビ オ ロ ー ゲ ン combination type ポ ル フ ィ リ ン の 蛍 light intensity は, ビ オ ロ ー ゲ ン の combining し て い な い ポ ル フ ィ リ ン の 蛍 light intensity と than べ て small さ く, メ チ レ ン lock long が short く な る ほ ど small さ く な る こ と が わ か っ た. か な わ ち, メ チ レ ン lock long が short く な る ほ ど ビ オ ロ ー ゲ ン に よ る 蛍 の light extinction が よ く up こ っ て い る こ と を shown し て い る. ビ オ ロ ー ゲ ン combination type ポ ル フ ィ リ ン で は い ず れ の メ チ レ ン lock long の occasions に も 蛍 の light damping は 2 ingredients で あ っ た. Long life の 蛍 light を す composition in は ビ オ ロ ー ゲ ン の combining し て い な い ポ ル フ ィ リ ン の life と ほ ぼ same で あ る が, short life composition は メ チ レ ン lock に big き く dependent し て い る こ と が わ か っ た. こ れ ら の ビ オ ロ ー ゲ ン combination type ポ ル フ ィ リ ン に は 2 kinds の コ ン フ ォ ー メ ー シ ョ ン が あ り, short life composition は intramolecular electron moving が may な コ ン フ ォ ー メ ー シ ョ ン (コ ン プ レ ッ ク ス コ ン フ ォ ー マ -) cause に し て い る と think わ れ た. ビ オ ロ ー ゲ ン combination type 亜 lead ポ ル フ ィ リ ン で は T - T suck 収 の damping に 応 seaborne し て type also yuan ビ オ ロ ー ゲ ン の generated も 観 measuring さ れ る. さ ら に generated し た 亜 lead ポ ル フ ィ リ ン カ チ オ ン と type also yuan ビ オ ロ ー ゲ ン と の anti 応 を determination (anti 応) process し た. Youdaoplaceholder0 <s:1> results, reductive type ビ ビ ロ ロ ゲ ゲ <s:1> <s:1> lifetime <e:1> approximately 1μsと long lifetime である とがわ とがわ った った. こ の ビ オ ロ ー ゲ ン combination type ポ ル フ ィ リ ン と enzyme ヒ ド ロ ゲ ナ ー ゼ を group み close わ せ, light water element 発 life に success し て い る.

项目成果

T.Takeno,J.Hirota and I.Okura: "Photoinduced hydrogen evolution with viologen-linked zinc porphyrins in surfactant micelles" Porphyrins. 5. 21-25 (1996)

T.Takeno、J.Hirota 和 I.Okura：“表面活性剂胶束中紫精连接的锌卟啉的光致析氢”卟啉。

F.Hasumi,K.Fukuoka,S.Adachi,Y.Miyamoto and I.Okura: "Synthesis of alanine and leucine by reductive amination of 2-oxoic acid with the combination of hydrogenase and dehydrogenase" Appl.Biochem.Biotechnol.56. 341-344 (1996)

F.Hasumi、K.Fukuoka、S.Adachi、Y.Miyamoto 和 I.Okura：“结合氢化酶和脱氢酶，通过 2-含氧酸还原胺化合成丙氨酸和亮氨酸”Appl.Biochem.Biotechnol.56。

大倉一郎(分担): "生物工学英語入門" 講談社サイエンテフィック, 142 (1996)

Ichiro Okura（撰稿人）：“生物工程英语简介”讲谈社科学，142（1996）

N.Fukuhara,T.Hiraishi,T.Kamachi and I.Okura: "Quenching of photoexcited triplet state of Zn-TPPS by hydrogenase-cytochrome C3 complex and the role of the complex in photoinduced hydrogen evolution system" Porphyrins. 5. 27-32 (1996)

N.Fukuhara、T.Hiraishi、T.Kamachi 和 I.Okura：“氢化酶-细胞色素 C3 复合物对 Zn-TPPS 光激发三重态的猝灭以及该复合物在光诱导析氢系统中的作用”卟啉。

F.Hasumi,C.Teshima and I.Okura: "Synthesis of xylitol by reduction of xylulose with the combination of hydrogenase and xylulose reductase" Chem.Lett.597-598 (1996)

F.Hasumi、C.Teshima 和 I.Okura：“通过氢化酶和木酮糖还原酶的组合还原木酮糖合成木糖醇”Chem.Lett.597-598 (1996)