分子内反応補助基の協奏的効果による酵素類似触媒の高度機能化

通过分子内反应辅助基团的协同作用实现类酶催化剂的高级功能化

基本信息

批准号：
20037056
负责人：
樋口恒彦
金额：
$ 2.43万
依托单位：
Nagoya City 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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

平成21年度は以下のように検討を行った。マンガンサレンに反応補助基を分子内に導入し、そのカタラーゼ様活性を飛躍的に高めることを目的とし、本年度は、昨年度合成した塩基性官能基を導入したマンガンサレン錯体を中心に、カタラーゼ様活性以外の活性、すなわちペルオキシダーゼ(Pox)様活性及びスーパーオキシドディスムターゼ(SOD)様活性について検討した。その結果、Pox様活性は、カタラーゼ様活性と相関があったが、官能基を導入したものは、カタラーゼ様活性と比較して相対的に低く、抗酸化化合物として好ましい特性を有していることがわかった。また、SOD様活性をチトクロムc法で測定したところ、単純なMnサレン錯体と比較して同等かそれ以上の活性を有していることもわかった。これにより、合成した錯体類は、カタラーゼ様活性とSOD様活性を併せ持つことが確認できた。さらに、ヒト培養細胞の過酸化水素毒性からの防御活性を検定したところ、10μMで十分な防御を行えるということがわかり、実際の生体系でも、高い抗酸化活性を発揮することが明らかとなった。次に、当研究室で開発した安定なチオレート配位鉄ポルフィリンであるSR錯体、及び硫黄への水素結合が存在するSR-HB錯体の酸化還元電位(Fe^<III>/Fe^<II>)を比較するとSR-HBの方が予想通り高電位であった。しかし、意外にも(Fe^<III>/Fe^<IV>)側の電位は、水素結合型の方が低電位であり、これは他の誘導体との比較でも、一般的であることがわかった。すなわち、鉄2価と4価の間の電位差が、水素結合により小さくなることを示し、水素結合の新しい効果と考えられる。ペルオキシドとの反応においても水素結合型の方が高い触媒活性を示し、水素結合が協奏機能を与えることを示した。今回見いだしたチオレート軸配位子への水素結合の効果は、酵素の合目的性を表す結果となり意義深いと考えられる。

The following consideration was conducted in fiscal 2009. With the aim of introducing a reaction auxiliary group into manganese salen into the molecule to dramatically increase its catalase-like activity, this year we investigated activities other than catalase-like activities, namely peroxidase (Pox)-like and superoxide dismutase (SOD)-like activities, mainly manganese salen complexes that introduced basic functional groups synthesized 去年。结果表明，尽管痘痘样活性与过氧化氢酶样活性相关，但与过氧化氢酶样活性相比，引入的功能组相对较低，并且具有良好的特性作为抗氧化剂化合物。此外，当使用细胞色素C方法测量SOD样活性时，发现与简单的MN-Salene复合物相比，它具有相同或更大的活性。这证实了合成的复合物具有类似过氧化氢酶的活性和类似SOD的活性。此外，当对人培养细胞的保护活性对过氧化毒性毒性进行测试时，发现10μM可以提供足够的保护，并且发现它们在实际生物体中还表现出很高的抗氧化活性。接下来，当比较SR复合物的氧化还原电位（Fe^<iii>/fe^<ii>）时，我们的实验室中开发了一种稳定的硫醇酸盐协调的铁卟啉，而SR-HB络合物的SR-HB络合物（与硫的氢结合在一起）被发现具有较高的潜力。然而，令人惊讶的是，氢键类型的（Fe^<iii>/fe^<iv>）侧的电势较低，即使与其他衍生物相比，这也很常见。也就是说，它表明，由于氢键，二价铁和四价铁之间的电势差变小，这被认为是氢键的新作用。氢键类型还表现出与过氧化物反应反应时较高的催化活性，表明氢键提供了协同的功能。氢键对此处发现的硫醇轴配体的影响被认为是有意义的，因为它显示了酶的目的。