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生体分子・金属錯体と半導体ナノ粒子間の階層的電子伝達を介した複合型光触媒系構築

通过生物分子/金属配合物和半导体纳米粒子之间的分层电子转移构建复合光催化系统

基本信息

批准号：
14J00676
负责人：
氷見山幹基
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J00676/
关键词：
タンパク質金属錯体半導体ナノ粒子酸化還元反応

项目摘要

半導体ナノ粒子（QD）は、高い発光量子収率と可変な酸化還元特性をもち、その特性が表面物性によりチューニング可能なために多分野への応用が期待される材料である。本課題研究では、QDからタンパク質内の酸化還元中心への光電子移動が高効率に進行するQD－タンパク質の複合体の構築、さらに、この複合体を用いて光照射によるタンパク質の機能発現に取り組んだ。昨年度は、CdTe QD表面に固定化したシクロデキストリンとミオグロビン（Mb）に導入したアダマンチル基の超分子相互作用を利用し、QDとMbの複合化方法の確立を行った。本年度は、さらに電子移動反応効率の向上をめざし、電子メディエーター部位としてのフェロセニル基を導入した人工ヘム分子をアポMbに挿入し、フェロセニル基を有するMb(Mb-Fc)を調製した。Mb-FcとQDとの超分子複合体形成について検討し、効率的な電子移動が進行する反応系の構築条件を探索した。あわせて、CdTe QDと組み合わせて用いる人工生体触媒の調製に取り組んだ。バレル構造を有するニトロバインディン（NB）をタンパク質骨格として選択し、酸化還元可能な種々の金属テルピリジン錯体、および金属フェナントロリン錯体の導入を検討した。マレイミド基を導入したテルピリジン配位子およびフェナントロリン配位子を、システイン残基を導入したNBと結合し、続く金属イオンの添加により金属錯体の形成を行った。NBに導入したテルピリジン配位子はCu(II)イオン、Co(II)イオンおよびZn(II)イオンを、フェナントロリン配位子はCu(II)イオンを結合可能であることが確認された。得られた複合体は、アザカルコンとシクロペンタジエンのDiels-Alder反応を触媒することが判明し、タンパク質に結合した銅テルピリジン錯体では、結合していない錯体と比較して触媒回転数とエンド選択性の向上が確認された。

Semiconductor nanoparticles (QD) have high photon quantum yield and acidification-reduction properties, as well as high acidification and reduction properties.がSurface physical properties によりチューニングpossible なために多分野への応用がawaitされる Material である. The research on this topic is based on the high efficiency of the internal acidification and reduction center of QD and the movement of photoelectrons. QD－タンThe structure of the パク性のplex, the さらに, and the このcomplex are irradiated with いて light, and the function of the パク性のappearance is taken out of the group んだ. Last year's year, CdTe QD surface immobilization system (Mb) and introduction system Utilization of supramolecular interactions based on malinyl groups and establishment of QD and Mb complexation methods are in progress. This year's electronic mobile reaction efficiency has improved, and the electronic mobile reaction efficiency has improved.をIntroduction of artificial molecules をアポMbにinsertion, フェロセニルbaseをhasするMb(Mb-Fc)をmodulation. The formation of Mb-Fc and QD supramolecular complexes, efficient electron movement, and conditions for constructing the reaction system are being explored.あわせて, CdTe QD と group み合わせて is modulated with いる artificial biocatalyst にGET りgroup んだ. The structure of バレルを有するニトロバインディン（NB）をタンパク性的 Bone structure として选択し、Acidification reduction It is possible to import the metal テルピリジン variant and the およびmetal フェナントロリン variant into the を検した.したテルピリジイイン residue を introduction した NB と combination し続く metal イオンの addition により metal complex の formation を row った. NB imported したテルピリジンmatching position はCu(II)イオン、Co(II)イオンおよびZn(II ) イオンを, フェナントロリン coordination site はCu(II) イオンを binding possibility であることが confirmed された.られた Complex は、アザカルコンとシクロペンタジエンのDiels-Alder Reaction Catalyst することが见明し、タンパクqualityにcombinationした copperテルピリジン wrong body では, combined していない wrong body と comparison してcatalyst return 転number とエンド选択性のUPがconfirmされた.