多座硫黄配位子を用いたバイオミメティック配位空間の構築と機能化

使用多齿硫配体仿生配位空间的构建和功能化

• 批准号: 18033021
• 负责人: 巽 和行
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Nagoya University
• 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18033021/
• 关键词: カルコゲン; 硫黄; 遷移金属; クラスター; 多座硫黄配位子; ヒドロゲナーゼ; 金属酵素; アセチルCoA合成酵素; ニッケル; チオラート; 架橋スルフィド; 異核二核錯体; アセチル補酵素A合成酵素

システイン(チオラート)と遷移金属の結合部位はタンパク中に広く存在し、電子移動やイオン濃度の制御に関与する、あるいは酵素活性中心として小分子活性化を触媒する。本研究ではシステインを模倣する多座の硫黄配位子を用いて、酵素活性中心にある種々の金属チオラート/スルフィドクラスターを合成化学的に構築し、その性質や反応性から酵素活性部位の構造と機能の本質に迫るべく、特にアセチルCoA合成酵素と[NiFe]ヒドロゲナーゼに注力して研究を進めた。N_2S_2型配位子を有するニッケル錯体とNiBr_2の反応から得られるNi-Ni-Ni三核錯体に、テトラメチルチオ尿素(tmtu)の存在下、4倍当量のAg(OTf)を反応させ、さらに1倍当量のMeMgC1とKSDmpを順次反応させたところ、一方のNi上にメチル基とチオラートを併せ持つNi-Ni二核錯体が得られた。これは室温で一気圧のCOと速やかに反応し、還元的脱離を経てNi(0)カルボニル錯体と、チオラートがアセチル化されたアセチルCoA類縁体であるCH_3C(0)SDmpを収率80%で与えた。本反応の結果は、実際の酵素活性中心においても、二つあるニッケル中心のうち末端ニッケル側だけで反応が進行することを示唆している。水素の発生と消費に関わる[NiFe]ヒドロゲナーゼの活性部位を再現する無機合成は困難を極めており、構造と機能の関係に迫る研究は世界的にも進んでいない。我々は、多座チオラートを組み込んだカルボニル/シアノ鉄錯体を鍵前駆体としてFe-Ni二核錯体の合成に取り組んだ。反応条件、特に空気と熱の両方に不安定な化合物の取り扱いについて種々検討し、[NiFe]ヒドロゲナーゼ活性部位の構造を模倣するモデル化合物の合成にも成功した。

シ ス テ イ ン (チ オ ラ ー ト) と migration metal の combining site は タ ン パ ク に in hiroo く し, electronic mobile や イ オ ン concentration の suppression に masato and す る, あ る い は enzyme active center と し て small molecule activeness を catalyst す る. This study で は シ ス テ イ ン を imitate す る の more sulfur ligand を with い て, enzyme active center に あ る kind 々 の metal チ オ ラ ー ト / ス ル フ ィ ド ク ラ ス タ ー を synthetic chemistry に build し, そ の nature や anti 応 か ら enzyme active site の tectonic nature と function の に forced る べ く, に ア セ チ ル CoA synthetic enzyme と [NiFe] Youdaoplaceholder0 ゼに ゼに pay attention to て research を into めた. Type N_2S_2 ligand を す る ニ ッ ケ ル misprinted と NiBr_2 の anti 応 か ら have ら れ る Ni - Ni - Ni three nuclear misprinted に, テ ト ラ メ チ ル チ オ 4 times, in the presence of urea (tmtu) の equivalent の Ag (OTf) を anti 応 さ せ, さ ら に 1 times the equivalent の MeMgC1 と KSDmp を progressive against 応 さ せ た と こ ろ One party on the <s:1> Ni has a にメチ とチ base とチ ラ ラ トを トを and せ holds a <s:1> ni-ni binary nuclear misbody が gets られた. こ れ は room-temperature で a 気 圧 の CO と speed や か に anti 応 し, also yuan from を 経 て Ni (0) カ ル ボ ニ ル misprinted と, チ オ ラ ー ト が ア セ チ ル change さ れ た ア セ チ ル CoA class try body で あ る CH_3C (0) SDmp を 収 rate 80% で and え た. The anti 応 の results は, be interstate の enzyme active center に お い て も, two つ あ る ニ ッ ケ ル center の う ち end ニ ッ ケ ル side だ け で anti 応 が for す る こ と を in stopping し て い る. Water element の 発 raw と consumption に masato わ る [NiFe] ヒ ド ロ ゲ ナ ー ゼ の active site を reappearance す る inorganic synthesis は difficult を extremely め て お り, structure function of と の masato is forced に る research は world に も into ん で い な い. I 々 は, several チ オ ラ ー ト を group み 込 ん だ カ ル ボ ニ ル / シ ア ノ iron objects misprinted を 駆 body before key と し て Fe - Ni second nuclear misprinted の synthetic に group take り ん だ. Anti 応 conditions, special に empty 気 と hot の struck に unrest な compounds の get り Cha い に つ い て kind 々 beg し 検, [NiFe] ヒ ド ロ ゲ ナ ー ゼ active site の tectonic を imitate す る モ デ の ル compounds synthesized に も successful し た.

项目成果

Thiolate-Bridged Dinuclear Nickel-Iron (Carbonyl/Cyano) Complexes Modeling the [NiFe] Hydrogenase Active Site

硫醇盐桥双核镍铁（羰基/氰基）配合物模拟 [NiFe] 氢化酶活性位点

• 发表时间: 2008
• 作者: Soichiro Tanino;Zilong Li;Yasuhiro Ohki;Kazuyuki Tatsumi
• 通讯作者: Kazuyuki Tatsumi

Dicarboxyamido-dithiolato Bridged Dinuclear Nickel Complexes: Modeling the Active Site of Acetyl Coenzyme A Synthase

二羧酰胺基二硫醇桥联双核镍配合物：模拟乙酰辅酶 A 合酶的活性位点

• 发表时间: 2008
• 作者: Yumei Song;Mikinao Ito;Tsuyoshi Matsumoto;Kazuyuki Tatsumi
• 通讯作者: Kazuyuki Tatsumi

Dinuclear Nickel Complexes Modeling the Active Site of Acetyl-CoA Synthases

双核镍配合物模拟乙酰辅酶A合成酶的活性位点

• 发表时间: 2007
• 作者: Mikinao Ito;Mai Kotera;Song Yumei;Tsuyoshi Matsumoto;and Kazuyuki Tatsumi
• 通讯作者: and Kazuyuki Tatsumi

Synthesis of New[8Fe-7S] Clusters : A Topological Link Between the Core Structures of P-cluster, FeMo-co, and FeFe-co of Nitrogenases

新[8Fe-7S]簇的合成：固氮酶P簇、FeMo-co和FeFe-co核心结构之间的拓扑联系

• DOI: 10.1021/ja072256b
• 发表时间: 2007
• 期刊: J. Am. Chem. Soc
• 作者: Y. Ohki;Y. Ikagawa;K. Tatsumi
• 通讯作者: K. Tatsumi

Synthesis of Dinuclear Nickel Complexes as Structural and Reaction Models for an Active Site of Acetyl-CoA Synthase

双核镍配合物的合成作为乙酰辅酶A合酶活性位点的结构和反应模型

• 发表时间: 2009
• 作者: Mikinao Ito;Tsuyoshi Matsumoto;Kazuyuki Tatsumi
• 通讯作者: Kazuyuki Tatsumi