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

基本信息

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

项目摘要

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。

半胱氨酸（硫醇盐）与过渡金属之间的结合位点广泛存在于蛋白质中，参与电子传递和离子浓度的控制，或作为酶活性中心催化小分子的活化。在本研究中，我们利用模拟半胱氨酸的多齿硫配体在酶活性中心合成构建了各种金属硫醇盐/硫化物簇，并根据它们的性质和反应活性确定了酶活性位点的结构，以了解其本质。为了了解它们的功能，我们将研究重点放在乙酰辅酶A合酶和[NiFe]氢化酶上。将镍配合物与N_2S_2型配体和NiBr_2反应得到的Ni-Ni-Ni三核配合物用4当量的Ag(当OTf)反应时，1当量的MeMgCl和KSDmp依次反应，得到在一个Ni上同时具有甲基和硫醇盐的Ni-Ni双核络合物。它在室温下与大气压的 CO 快速反应，并进行还原消除，生成 Ni(0) 羰基复合物和 CH_3C(0)SDmp（一种带有硫醇乙酰化物的乙酰辅酶 A 类似物），产率为 80%。你。该反应的结果表明，即使在实际的酶活性中心中，反应也仅在两个镍中心的末端镍侧进行。重现参与氢的产生和消耗的[NiFe]氢化酶活性位点的无机合成极其困难，并且结构与功能之间关系的研究在世界范围内尚未取得进展。我们尝试使用包含多齿硫醇盐作为关键前体的羰基/氰基铁配合物来合成Fe-Ni双核配合物。我们研究了各种反应条件，特别是对空气和热不稳定的化合物的处理，并成功合成了模拟[NiFe]氢化酶活性位点结构的模型化合物。