研究助成
2022年度 ライフサイエンス研究助成
元素置換・特異的ラベリングを利用した窒素還元酵素の成熟過程解析
| 研究題目 | 元素置換・特異的ラベリングを利用した窒素還元酵素の成熟過程解析 |
|---|---|
| 年度/助成プログラム | 2022年度 ライフサイエンス研究助成 |
| 所属 | 京都大学 化学研究所 附属元素科学国際研究センター 錯体触媒変換化学研究領域 |
| 氏名 | 谷藤 一樹 |
| キーワード | ニトロゲナーゼ / 窒素固定 / 金属-硫黄クラスター / 生合成 |
| 研究結果概要 | ニトロゲナーゼの触媒中心FeMocoは、大気中のN₂をNH₃に還元する窒素固定を担っており、その生合成初期において、NifBと呼ばれる酵素による[Fe4S4]クラスターから[Fe8S9C]クラスターへの変換が進行する。本研究では、C原子導入機構の解明を目的として、[Fe4S4]中のSをSeに置換した[Fe4Se4]クラスターを新たに合成し、NifBへの再構成を行った。ICP-OESによりFeおよびSeのタンパク質への取り込みを確認し、C原子源であるS-アデノシルメチオニン（SAM）との反応を、副生成物の観測によって追跡し、C導入初期段階の進行を実証した。また、GC分析によりSAM由来のメチルカチオンがSeに転移した証拠が得られた。さらに、EPR測定では未報告の新規ピークを観測し、X線吸収分光によりFe–Se相互作用を確認したが、反応中間体の完全な構造決定には至っていない。今後、結晶構造解析により中間体の同定を目指す。以上の知見は、窒素固定反応に関わる酵素触媒機構の理解に新たな知見を提供するものである。 |
| 公表論文 |
1) Silylation of N2 Catalyzed by Cubic [Mo3S4Ni] Clusters Bearing Mo-Bound Cyclopentadienyl Ligands. Coord. Chem. Res. 2025, 1, 100001. 2) Synthesis of Cubic [Mo3S4M] (M = Rh, Ir) Clusters for the Borylation of C‒H Bonds in Aromatic Compounds. Organometallics 2024, 43, 3251-3257. 3) Synthesis, Characterization, and Catalytic Activity of a Cubic [Mo3S4Pd] Cluster Bearing Bulky Cyclopentadienyl Ligands. Eur. J. Inorg. Chem. 2023, 26, e202300399. |