Structures and functions of reaction spaces constructed using metalloprotiens

使用金属蛋白质构建的反应空间的结构和功能

• 批准号: 16074208
• 负责人: WATANABE Yoshihito
• 金额: $ 37.76万
• 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: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16074208/
• 关键词: Ferritin; Suzuki coupling; myoglobin; palladium; oraganometal complex; biocalalyst; metalloprotein; artificial protein; 結晶構造; 還元反応; 金属クラスター; Pdクラスター; 有機金属酵素; 合金; コア・シェル構造; ナノクラスター; ヘムオキシゲナーゼ; 電子伝達; 酸化還元; ヘム; 水素結合

Last year, we have specified the amino acid residues responsible for capturing Pd2+ ions on the interior surface of ap-ferritin by X-ray crystal structural studies. In addition, we have examined the residues which ligate to Au3+ ions and found that some of the Au ion binding sites in apo-ferritin are different from those of Pd ions with different coordi-nation structures. On the basis of these observation, we have prepared two type of metal nano-clusters, i.e., alloy and core/shell as shown in Schem 1. In the co-reduction, Au and Pd ions coexist in the apo-ferritin cage. The number of each ion in the cage is regulated by the affinity of each ions to its specific amino acid residues. Consequently, the alloy nano-particle was composed of 133 Au atoms and 165 Pd atoms ((AuPd)・apo-ferritin). On the other hand, we have successfully prepared Au-core/Pd-shell([Au] (Pd)) and Pd-core/Au-shell ([Pd] (Au)) types of nano-particles composed of 201 Au atoms/305 Pd atoms and 169 Au atoms/65Pd atoms, respectively. Among those apo-ferritin composites, [Au] (Pd) apo-ferritin shows the highest catalytic activity for the hydrogenation of olefins.In a separate experiment, we have examined a possible incorporation of organometallic compounds such as [Pd(allyl)C1]2 and [Rh(norbornadiene)C1]2 in apo-ferritin. The crystal structure of Pd(allyl)・apo-ferritin clearly shows that the allyl group ligates to Pd ion in apo-ferritin.

去年，我们通过 X 射线晶体结构研究确定了 ap-铁蛋白内表面负责捕获 Pd2+ 离子的氨基酸残基。此外，我们还检查了与 Au3+ 离子连接的残基，发现其中一些氨基酸残基。脱铁铁蛋白中的Au离子结合位点与具有不同配位结构的Pd离子结合位点不同根据这些观察，我们制备了两种类型的金属纳米簇，即如方案1所示的合金和核/壳。在共还原中，Au和Pd离子共存于脱铁铁蛋白笼中。笼中每种离子的数量由每种离子与其特定的亲和力调节。经测试，合金纳米粒子由133个Au原子和165个Pd原子组成（(AuPd)·apo-铁蛋白）。成功制备了由201个Au原子/305个Pd原子和169个Au组成的Au核/Pd-壳（[Au]（Pd））和Pd-核/Au-壳（[Pd]（Au））类型的纳米颗粒在这些脱铁铁蛋白复合材料中，[Au](Pd)脱铁铁蛋白对烯烃氢化表现出最高的催化活性。在单独的实验中，我们研究了有机金属化合物如[Pd(烯丙基)C1]2和[Rh(降冰片二烯)C1]2在apo-铁蛋白中的可能结合情况。Pd(烯丙基)·apo-铁蛋白的晶体结构清晰。显示烯丙基与脱铁铁蛋白中的 Pd 离子连接。

项目成果

有機金属酵素の分子設計:蛋白質内部空間への金属錯体、金属イオンの導入

有机金属酶的分子设计：将金属络合物和金属离子引入蛋白质的内部空间

• 发表时间: 2008
• 作者: M. Nihei;T. Shiga;Y Maeda;H. Oshio;宮地麻里子・太田麻希子・中井美早紀・窪田吉紘・山野井慶徳・米澤 徹・西原 寛;渡辺芳人
• 通讯作者: 渡辺芳人

蛋白質空間を利用した物質返還-ヘム酵素を中心とした金属酵素の分子設計

利用蛋白质空间进行物质回收——以血红素酶为中心的金属酶的分子设计

• 发表时间: 2004
• 期刊: 蛋白質・核酸・酵素 49
• 作者: 渡辺 芳人

Reversible O-O bond cleavage and formation of a peroxo moiety of a peroxocarbonate ligand mediated by an iron(III) complex

• DOI: 10.1021/ja0427202
• 发表时间: 2005-04-06
• 期刊: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
• 影响因子: 15
• 作者: Furutachi, H;Hashimoto, K;Suzuki, M
• 通讯作者: Suzuki, M

Design of Metal Cofactors Activated by Protein-Protein Electron Transfer System

蛋白质-蛋白质电子传递系统激活金属辅因子的设计

• 发表时间: 2006
• 期刊: Pro. Natl. Acad. Sci. USA. 103
• 作者: T.Ueno;N.Yokoi;M.Unno;T.Matsui;Y.Tokita;M.Yamada;M.Ikeda-Saito;H.Nakajima;Y Watanabe
• 通讯作者: Y Watanabe

Functionalization of Myoglobin In Progress in Inorganic Chemistry

无机化学中肌红蛋白功能化的进展

• 发表时间: 2005
• 作者: Y.Watanabe;T.Hayashi
• 通讯作者: T.Hayashi