{"created":"2023-06-20T13:20:13.135089+00:00","id":222,"links":{},"metadata":{"_buckets":{"deposit":"355e9018-b8b3-4791-9ff7-4d7810eff917"},"_deposit":{"created_by":1,"id":"222","owners":[1],"pid":{"revision_id":0,"type":"depid","value":"222"},"status":"published"},"_oai":{"id":"oai:ir.soken.ac.jp:00000222","sets":["2:427:9"]},"author_link":["7833","7832","7834"],"item_1_creator_2":{"attribute_name":"著者名","attribute_type":"creator","attribute_value_mlt":[{"creatorNames":[{"creatorName":"大橋, 雅卓"}],"nameIdentifiers":[{"nameIdentifier":"7832","nameIdentifierScheme":"WEKO"}]}]},"item_1_creator_3":{"attribute_name":"フリガナ","attribute_type":"creator","attribute_value_mlt":[{"creatorNames":[{"creatorName":"オオハシ, 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II/Discover 3による複合体の構造計算から，71位のアラニンがサロフェン錯体に近接する事が示唆された．そこでサロフェン錯体・apo-Mb複合体の安定性を高めるために，71位のアラニンをグリシンで置換したA71GMbを構築した．さらに，渡辺らの報告をもとに，人工酸化酵素の構築を目指し，64位のヒスチジンをアスパラギン酸に置換することで基質の反応場を構築したH64D Mbを調製した．\n【第一章】　鉄（III）シッフベース・apo-Mb複合体の構築とX線結晶構造解析\n　鉄（III）シッフベース錯体Fe2はapo-Mb及びapo-A71G Mbと複合体を形成し，どちらも結晶化に成功した．Ｘ線結晶構造解析の結果，Fe2・apo-Mbはキャビティー内部にFe2と考えられる電子密度が観測されたが，詳細な構造は決定できなかった．これはFe2がキャビティー内部で動いている，あるいはランダムな入り方をしているためであると考えられる．一方，Fe2・apo-Ala71Gly Mbは，当初予想したとおり，Fe2がキャビティー内部に存在しており，配位子の3，3’位のメチル基が107位イソロイシンを挟み込む様にして挿入されていた（図3）．Fe2は水とHis93のイミダゾール基が配位した6配位構造をとり，結合距離はそれぞれ2.34Å，2.32Åであった．またHis64は軸配位した水と水素結合を形成していることが分かった．Fe2・apo-Mb及びFe2・apo-Ala71Gly Mbの構造解析の結果から，Ala71はMbキャビテイー内部でのシッフベース錯体の固定化に大きく寄与している事が示唆された．\n【第二章】　金属錯体による複合体の機能制御\n　非共有結合的な相互作用を利用する複合化の利点は，中心金属や配位子を変えることで機能制御が行える点である．そこで，配位子土に置換基を導入した鉄（III）シッフベース錯体を用いて複合体を構築し，配位子の置換基が，鉄へのシアンイオンの結合過程に与える影響について検討した．その結果，各複合体のシアンイオンの結合速度は，Fe2・apo-Mb（202M-1 s-1）＞Fe3・apo-Mb（7.3M-1 s-1）＞Fe2・apo-Mb（2.2M-1 s-1）となり，配位子の置換基により100倍程の差が生じた．また複合体の熱的安定性はFe2・apo-Mb＞Fe3・apo-Mb＞Fe1・apo-Mbとなった．この差は，配位子の構造による金属錯体の挿入様式の違いに起因していると推定できる．つまりFe1はキャビティー内部での自由度が高く，Fe3は中心金属がキャビティ一人口付近に位置する為にシアン結合速度が速くなっており，逆にFe2は配位子の置換基によってキャビティーの深部にしっかりと固定化されているため，シアンイオンの結合速度は遅いが，熱的安定性が高くなっていると推測される（図4）．この結果は配位子の構造による金属錯体の挿入様式の違いを利用して複合体の機能と熱的安定性の制御が行える事を示している．\n【第三章】　クロム（III）シッフ塩基錯体挿入による酸化反応触媒のデザイン\n　彼の人工酵素構築法の利点は，様々な錯体を蛋白質に挿入し，触媒反応を水溶液中で制御できる点である．そこで有機溶媒中で酸化反応触媒として働くクロム（III）シッフベース錯体とapo-Mbとの複合体を作成し，人工酸化酵素の構築を目指した．はじめに，Ｘ線結晶構造解析により，クロム（III）シッフベース錯体がapo-Mbと複合体を形成する事を確認した（図5）．Cr2・apo-Ala71Gly Mbとwild-type Mbの結晶構造を比較すると，クロム（III）シッフベース錯体は，ヘムに比べてキャビティー深部に固定されでいる事が分かった（図6）．また鉄（III）シッフベース・apo-Mb複合体の熱安定性，シアンイオンの結合速度の結果をもとに，Cr3を活性中心としてapo-Mbと複合体を形成させることで，人工酸化酵素を構築した．この複合体を用いてチオアニソールの酸化反応を行った（図7）．その結果，クロム（III）シッフベース錯体は水溶液中では不活性であるが，apo-Mbと複合化することにより水溶液中でチオアニソールの酸化反応を触媒した．さらに，クロム（III）シッフベース錯体近傍のアミノ酸残基に対して，基質との反応場の構築（64位ヒスチジンをアスパラギン酸）と複合体の安定化（71位アラニンをグリシン）を考慮して設計したミュータントを用いることで，不斉酸化反応触媒として機能させる事に成功した．これらの結果は，天然の酵素が用いている反応場を利用して非天然金属錯体の反応性を制御できることを示している．\n【第二部】　有機金属蛋白質の構築\n　第一部で得た知見は，シッフベース錯体以外へも応用する事ができる．第二部では，より高活性で酸化反応以外の機能へ応用するために，他の有機金属錯体と蛋白質の複合化による有機金属蛋白質の構築を目指した．具体的には，蛋白質との複合化システムによって，有機金属のもつ触媒活性を水中で発現させ，さらに不斉選択性を賦与することを目指した．すでにESI-TOF MSによる複合体のスクリーニングから，種々の有機金属触媒がapo-Mbと特異的に複合体を形成することを明らかにした．現在,これらの有機金属蛋白質の構造や化学変換について検討中である．\n　以上，第一部及び第二部で示した蛋白質と非天然金属錯体との複合化方法を用いることによって，人工酵素の構築だけではなく，非天然分子の様々な機能を蛋白質との複合化システムによって制御できると考えられる．","subitem_description_type":"Other"}]},"item_1_description_18":{"attribute_name":"フォーマット","attribute_value_mlt":[{"subitem_description":"application/pdf","subitem_description_type":"Other"}]},"item_1_description_7":{"attribute_name":"学位記番号","attribute_value_mlt":[{"subitem_description":"総研大甲第660号","subitem_description_type":"Other"}]},"item_1_select_14":{"attribute_name":"所蔵","attribute_value_mlt":[{"subitem_select_item":"有"}]},"item_1_select_8":{"attribute_name":"研究科","attribute_value_mlt":[{"subitem_select_item":"数物科学研究科"}]},"item_1_select_9":{"attribute_name":"専攻","attribute_value_mlt":[{"subitem_select_item":"07 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