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蛋白質三次元構造を利用した電子伝達経路の構築

利用三维蛋白质结构构建电子传递通路

基本信息

批准号：
07J03483
负责人：
横井紀彦
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、酸化還元分子を、蛋白質複合体を基盤として配列させることで、分子間の電子伝達反応を利用した新規化学反応システム構築を試みた。天然の酵素は複数の補因子の配列により、補因子間の電子移動反応を促進させ、高活性、高効率な化学反応システムを構築している。一方、蛋白質は、分子量数万といった巨大な分子にも関わらず、単一の構造を形成し、アミノ酸化学修飾を利用して人工化合物を蛋白質の望みの位置へ固定することが可能である。従って、複数の人工酸化還元分子を化学修飾で蛋白質表面へ導入し、配列させることで、新規の化学反応システムの構築が期待できる。本研究では、チューブ構造が人工的な分子を一次元的に配列させるのに有用な土台の一つと考え、我々が作成したベータヘリックス蛋白質[(gp5βf)_3]_2の繰り返しチューブ型構造を元にした触媒分子の配列化を試みた。酸化還元触媒であるフラビンのサクシニミジルエステル誘導体を[(gp5βf)_3]_2へ修飾したところ、そのフラビン集積体は、フラビンの光化学反応をスイッチとするクリック反応を、遊離のフラビンや、ポリリジンへ同様に修飾されたフラビンよりも約11倍速く進行させることを発見した。これは、強固なベータヘリックス構造を鋳型としたフラビンの配列の固定化によってフラビンの反応性を促進させることができたと考えられる。また、[(gp5βf)_3]_2のK41システイン変異体を作成し、そのシステインに対してRe(bpy)(CO)_3Cl錯体を、リシンにはRu(bpy)_3をそれぞれ修飾した。この複合体K41C_Re_<Cys>Ru_<NH>は、錯体の混合溶液と比べ、可視光照射下でのCO生成触媒反応を2.9倍多く進行させ、[(gp5βf)_3]_2が錯体間電子移動反応の鋳型分子として有用と示された。以上のように本研究では、ベータヘリックス構造を基盤とした機能分子の配列が、その分子の機能の制御に繋がる可能性を示すことに成功した。

In this study, we tried to construct new molecular and protein complexes by molecular and electronic interaction. Natural enzymes promote the alignment of multiple complementary factors, electron transfer reactions between complementary factors, and construct chemical reaction systems with high activity and efficiency. A large molecule with a molecular weight of tens of thousands of square meters and proteins can be formed by chemical modification with acids and fixed at the desired position of proteins. Chemical modification of protein surface by a plurality of artificially acidified reducing molecules is expected to lead to the introduction and alignment of new chemical reaction systems. In this study, the structure of artificial molecules is a one-dimensional alignment, and the useful structure of soil is a test. We have made the structure of protein [(gp5 βf)_3]_2 and the structure of catalyst molecules. Acidification reduction catalyst: [(gp5 βf)_3]_2-modification of the photochemical reaction of the catalyst aggregate: [gp5 βf]_2-modification of the photochemical reaction of the catalyst aggregate: [gp5 βf]_2-modification of the photochemical reaction of the catalyst aggregate aggregate: [gp5 βf]_2-modification of the photochemical reaction of the catalyst aggregate: [gp5 β f]_2-modification of the photochemical reaction of the catalyst aggregate: modification of the catalyst aggregate: modification of the photochemical reaction of the catalyst aggregate: [gp The structure of the structure The K41 variant of [(gp5βf)_3]_2 is formed and modified in the presence of Re(bpy)(CO)_3Cl. The complex K41C_Re_ Ru<Cys>_<NH>Ru_Re_ Ru_Ru_Re_Ru_Re_Ru_Ru_Re_Ru_Ru In this study, we successfully demonstrated the possibility of molecular structure, molecular alignment and molecular function control.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Molecular design of heteroprotein assemblies providing a bionanocup as a chemical reactor

DOI：
10.1002/smll.200700855
发表时间：
2008-01-01
期刊：
SMALL
影响因子：
13.3
作者：
Koshiyama, Tomomi;Yokoi, Norihiko;Watanabe, Yoshihito
通讯作者：
Watanabe, Yoshihito

Artificial beta-helical tube protein as a template of molecular modifications

人工β螺旋管蛋白作为分子修饰的模板

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
横井紀彦;三浦友紀;稲葉央;黄正元;上野隆史;金丸周司;有坂文雄;渡辺芳人;横井紀彦;横井紀彦・三浦友紀・黄正元・越山友美・上野隆史・金丸周司・有坂文雄・油谷克英・渡辺芳人
通讯作者：
横井紀彦・三浦友紀・黄正元・越山友美・上野隆史・金丸周司・有坂文雄・油谷克英・渡辺芳人

Crystal structure analysis of metal Shiff-base complex・heme oxygense composites

金属席夫碱配合物·血红素含氧复合物的晶体结构分析

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
横井紀彦;三浦友紀;稲葉央;黄正元;上野隆史;金丸周司;有坂文雄;渡辺芳人;横井紀彦;横井紀彦・三浦友紀・黄正元・越山友美・上野隆史・金丸周司・有坂文雄・油谷克英・渡辺芳人;横井紀彦・三浦友紀・黄正元・越山友美・上野隆史・金丸周司・有坂文雄・油谷克英・渡辺芳人;横井紀彦・三浦友紀・黄正元・越山友美・上野隆史・金丸周司・有坂文雄・油谷克英・渡辺芳人;横井紀彦;横井紀彦・上野隆史・海野昌喜・松井敏高・戸木田裕一・斉藤正男・渡辺芳人
通讯作者：
横井紀彦・上野隆史・海野昌喜・松井敏高・戸木田裕一・斉藤正男・渡辺芳人

Construction of cooperative reaction systems of metal complexes on the basis of prote in assemblies

基于组装体中蛋白质的金属配合物协同反应体系的构建