教員情報 | 東邦大学

2008年度

医学部　医学科　化学研究室
Department of Chemistry

教授：
　　中村　幹夫
准教授：
　　加藤　尚之
講師：
　　大胡　惠樹
　　池崎　章

■ 概要

１）ヘムの電子状態に関する生物無機化学的研究

ヘム蛋白質の作用機構を明らかにするため，種々のヘムモデル錯体を合成し，UV-Vis，NMR，EPR, Mössbauer，SQUID，X 線結晶構造解析などの物理化学的手法を用いて研究を進めている。
　1）中間スピン—ポルフィリン鉄錯体の電子状態に関する研究：ポルフィリン鉄（Ⅲ）錯体には低スピン，中間スピン，高スピンの3 つのスピン状態が存在する。また各スピン状態には異なる電子配置を持つ基底状態が存在する。われわれはすでに，低スピン錯体について「鉄の電子配置と錯体の物性」との関係を明らかにしてきた。しかし，中間スピン錯体については依然として不明な点が多い。そこで，異なる電子配置を持つ2 種類の中間スピン錯体を合成し，それらの性質の差異を明らかにするための研究を行っている。
　2）ヘム蛋白質の活性中心に関する研究（千葉大学、根矢三郎教授グループとの共同研究）：ポルフィリンmeso-炭素を13C（98％）で置換したヘムで再構成したヘムタンパク質を合成し，meso-炭素の化学シフトや緩和時間から活性部位における鉄—タンパク質間の相互作用を詳細に検討している。現在，ミオグロビンのデオキシ体とオキシ体の測定に成功している。今後この手法をヘモグロビンやヘムオキシゲナーゼに適用し，これらのヘム蛋白質の作用機構を詳細に検討する予定である。
　3）クロリン鉄錯体の電子状態に関する研究（フランス，レンヌ大学，Simonneaux 教授との共同研究）：クロリン，バクテリオクロリンなどの還元ポルフィリン鉄錯体はグリーンヘムタンパク質とよばれる一群のタンパク質の活性中心に存在し，自然界における脱窒素過程などに深く関わっているが，その作用機構については不明な点が多い。そこでクロリン錯体の合成研究を以前から進めてきたSimonneaux グループとの共同研究によりクロリン鉄錯体の電子状態を明らかにするための分光学的研究を進めている。

２）精密X線結晶構造解析を用いた生体ヘム蛋白質の機能の発現に関する研究

世界最大の大型放射光施設である高輝度光科学研究センター（SPring-8）の装置を用い、ヘム蛋白質の機能発現メカニズムを明らかにする研究を行っている。具体的には、i)　実験的電子密度分布解析によるp(pi)-d(pi)相互作用の直接観測（理研、分子構造解析室、橋爪博士との共同研究）やii) 電子密度解析による金属—配位子間の結合に関する研究を進めている。

３）スピン制御触媒の構築

シトクロームP450に代表されるヘムタンパク質は様々な有機化合物の酸素添加反応を触媒する。その過程で生じる高原子価の鉄(IV)－ポルフィリン錯体が酸化反応の活性種であることが知られている。鉄(IV)のスピン状態は軸配位子やポルフィリン環の構造、環周辺の置換基の電子的効果などにより影響を受ける。そこで、これらの因子を組み合わせることにより鉄(IV)のスピン状態を変化させることができれば、それに伴い酸化反応性も大きく異なることが予想される。私たちは、このような触媒を「スピン制御触媒」と命名し、その錯体設計とそれに基づく錯体合成を精力的に進めている。本年度はフェリヘムの1電子酸化錯体が軸配位子を変化させることにより通常の常磁性（S=1）錯体から反磁性（S=0)錯体に変換する最初の例を見いだした。

４）温泉水中のLegionella Pneumophilaの生存条件に関する基礎的研究

温泉に生息するLegionella の研究を微生物・感染症学教室と共同で行っている。これまでに温泉の泉温およびpH とL.pneumophila のVNC 移行性への関係，温泉への環境中からの汚染経路の解明として，特に温泉周辺土壌におけるL.pneumophila との関係，さらに，循環式温泉を導入している施設での新たな殺菌剤として銀に着目し，温泉水中に生息するL. pneumophila とその宿主であるAcanthamoeba に対する銀殺菌の効果について明らかにするために研究を行ってきた。本年度は，引き続き銀殺菌について検討を行うとともに，新たな殺菌剤として銅に着目し，L. pneumophila とその宿主であるAcanthamoeba に対する銅殺菌の効果についても実験室的に検討を行っている。

■ Keywords

ヘム, 電子状態, スピン状態, 高原子価鉄錯体, 精密X線結晶構造解析, レジオネラ属菌, 温泉, 殺菌作用, アメーバ

■ 当該年度の研究費受入状況

1.	文部科学省私立大学戦略的研究基盤形成支援事業ハイテクリサーチセンター補助金研究課題：大環状化合物の特異な配位子場を利用した機能性錯体の合成 (研究分担者：中村幹夫、大胡惠樹) 研究補助金：2500000円 (分担)
2.	文部科学省科学研究費　基盤研究C (研究課題番号：20550068) 研究課題：生体内のナノサイズスイッチの先端計測手法による機構解明 (研究代表者：大胡惠樹) 研究補助金：1300000円 (代表)
3.	文部科学省私立大学戦略的研究基盤形成支援事業ハイテクリサーチセンター補助金研究課題：蛋白質機能変異と構造の解析 (研究分担者：大胡惠樹) 研究補助金：2000000円 (分担)
4.	文部科学省科学研究費若手研究(B) (研究課題番号：18750155) 研究課題：スピン制御触媒の構築 (研究代表者：池崎　章) 研究補助金：800000円 (代表)
5.	財団法人日本科学協会平成２０年度海外発表促進助成金研究課題：1. Control of Electronic Structure of Six-Coordinate Iron(III) Porphyrin Radical by Means of Axial Ligands, 2. Model for Cytochromes c' (研究代表者：池崎　章) 研究補助金：264000円 (代表)
その他
1.	平成２０年度医学科プロジェクト研究 (研究課題番号：20-4) 研究課題：13C NMR法をプローブとした金属タンパク質の機能制御機構を解明するモデル研究 (研究代表者：池崎　章) 研究補助金：500000円 (代表)

■ 教授・准教授・講師の公的役職

1.	加藤尚之	：（財）中央温泉研究所評議員
2.	大胡惠樹	：SPring-8利用推進協議会有機粉末結晶構造研究会アドバイザー, 高輝度光科学研究センター(SPring-8)利用研究課題審査委員会分科会レフェリー

■ 当該年度の主催学会・研究会

1.	第6回有機・粉末結晶構造解析研究会 (大胡惠樹・世話人： SPring-8利用推進協議会・研究開発委員会、有機・粉末結晶構造解析研究会 ) ,東京, 日本 2009/01

■ 教授・准教授・講師の学会・研究会の役員

1.	中村幹夫	：Editorial Board, The Open Inorganic Chemistry
2.	中村幹夫	：International Advisary Board, International Conference on Coordination and Bioinorganic Chemistry
3.	加藤尚之	：日本温泉科学会理事
4.	大胡惠樹	：有機・粉末構造解析研究会　Adviser

■ 当該年度研究業績数一覧表

研究者名	刊行論文				著書				その他		学会発表				その他発表
	和文		英文		和文		英文		その他		国内		国際		その他発表
	筆頭	共著	筆頭	共著	筆頭	共著	筆頭	共著	筆頭	共著	演者	共演	演者	共演	演者	共演
中村　幹夫教授理学博士		1	1	5			1		1	4		8	2 (2)	8 (2)		2
加藤　尚之准教授医学博士								1			3	2	1		1 (1)
池﨑　章講師博士（理学）			2	2					2	1	2	3	4	1	2	1
大胡　惠樹講師博士(理学)	1			3					1	1	2	3	5 (4)	2 (1)
計	1	／	3	／	0	／	1	／	4	／	7 (0)	／	12 (6)	／	3 (1)	／

研究者名	刊行論文		著書		その他	学会発表		その他発表
	和文	英文	和文	英文	その他	国内	国際	その他発表
	筆頭	筆頭	筆頭	筆頭	筆頭	演者	演者	演者
中村　幹夫教授理学博士		1		1	1		2 (2)
加藤　尚之准教授医学博士						3	1	1 (1)
池﨑　章講師博士（理学）		2			2	2	4	2
大胡　惠樹講師博士(理学)	1				1	2	5 (4)
計	1	3	0	1	4	7 (0)	12 (6)	3 (1)

( )：発表数中の特別講演、招請講演、宿題報告、会長講演、基調講演、受賞講演、教育講演(セミナー、レクチャーを含む)、シンポジウム、パネル(ラウンドテーブル)ディスカッション、ワークショップ、公開講座、講習会

■ 刊行論文

原著
1.	Y. Ohgo, S. Neya, D. Hashizume, M. Nakamura： The spin-crossover triangle in the iron(III) porphyrinoids. Nippon Kessho Gakkaishi 51 ：62-64 , 2009
2.	Ohno A^†^＊, Kato N^†, Sakamoto R, Kimura S^† and Yamaguchi K^†： Temperature dependent parasitic relationship between Legionella pneumophila and a free-living amoeba (Acanthamoeba castellanii). Applied and environmental microbiology 74 (14) ：(4585-4588) , 2008
3.	Ikezaki A^†, Tukada H, Nakamura M^＊^†： Control of electronid structure of six-coordinate iron(III) porphyrin radical by means of axial ligands. Chemical Communications 2008 (19) ：2257-2259 , 2008
4.	Eguchi H, Ohgo Y^†, Ikezaki A^†, Neya S, Nakamura M^†^＊： Bis(1-methylimidazole) Complex of Iron(III) Oxypyriporphyrin Adopting an Intermediate-spin State. Chemistry Letters 37 (7) ：768-769 , 2008
5.	Nakamura K, Ikezaki A^†, Ohgo Y^†, Ikeue S, Neya S, Nakamura M^†^＊： Electronic Structure of Six-Coordinate Iron(III) Monoazaporphyrins. Inorganic Chemistry 47 (22) ：10299-10307 , 2008
6.	Ikezaki A^†, Ohgo Y^†, Watanabe T, Nakamura M^†^＊： Factors that stabilize the (d_xz, d_yz)³(d_xy)¹(d_z2)¹ electron configuration in iron(III) porphyrinates: A case of bis(benzaldehyde) complex. Inorganic Chemistry Communications 11 (10) ：1198-1201 , 2008
7.	Ikeue T^＊, Kurahashi S, Handa M, Sugimori T, Nakamura M^†^＊： Electronic structure of tetraazaporphyrin as studied by ¹³C NMR spectroscopy. Journal of Porphyrins and Phthalocyanins 12 (9) ：1041-1049 , 2008
総説及び解説
1.	大胡惠樹^†^＊、中村幹夫^†、根矢三郎、橋爪大輔：鉄（III)ポルフィリン類縁化合物におけるスピンクロスオーバートライアングル. 日本結晶学会誌 51 (1) ：62-64 , 2009
2.	Nakamura M^†^＊： Is cyanide really a strong field ligand?. Angewandte Chemie International Edition 48 (15) ：2638-2640 , 2009
その他
1.	Nakamura M^†^＊： Fine tuning of heme electronic structure by means of axial ligands and core modification. J. Porphyrin. Phthalocyanins 12 (3-6) ：311 , 2008
2.	Neya S^＊, Hoshino T, Ikezaki A^†, Ohgo Y^†, Nakamura M^†： Ferric azide complexes of porphycene and non-planar porphyrin: thermal spin admixing between the S=5/2 and S=3/2. J. Porphyrin. Phthalocyanins 12 (3-6) ：417 , 2008
3.	Ohgo Y^†^＊, Neya S, Hashizume D, Nakamura M^†： The spin-crossover processes observed in the six-coordinated iron(III) porphyrinoids complexes. J. Porphyrin. Phthalocyanins 12 (3-6) ：418 , 2008
4.	Ikezaki A^†^＊, Tukada H, Nakamura M^†： Control of electronic structure of six-coordinate iron(III) porphyrin radical by means of axial ligands. J. Porphyrin. Phthalocyanins 12 (3-6) ：545 , 2008
5.	Ikezaki A^†^＊, Nakamura M^†： Model for cytochromes c’. J. Porphyrin. Phthalocyanins 12 (3-6) ：546 , 2008

■ 著書

1.	Nakamura M： Cytochromes c' model: Iron(III) porphyrinates showing intermediate-spin character. Coordination Chemistry Research Progress pp. 13-71. Nova Science Publishers, Inc., New York, USA, 2008

■ 学会発表

国内学会
1.	◎池崎　章^†, 根矢三郎, 鈴木優章, 星野忠次, 中村幹夫^†：ヘムタンパク質の電子構造を解明するためのメソ¹³Cプローブ：ミオグロビンケース. 日本化学会第８９春季年会, 船橋, 2009/03
2.	◎大野　章^†, 加藤尚之^†, 薄井　貢, 波木井千雅子, 山口惠三^†： Rapid detection of live Legionella from hot spring samples using PALSAR method. 82回日本細菌学会総会, 名古屋市, 2009/03
3.	◎池崎　章^†, 中村真樹^†：異常な電子配置を有する中間スピンヘムの実在. 第１３３回東邦医学会例会, 東京, 2009/02
4.	◎大胡惠樹：磁性評価における放射光粉末構造解析の必要性. 第6回有機・粉末結晶構造解析研究会, 東京, 日本, 2009/01
5.	◎河野壮平, 星野哲人, 池崎　章^†, 大胡惠樹^†, 中村幹夫^†：中間スピンを示すサドル型ポルフィリン鉄錯体における軌道間相互作用. 第２回東邦大学複合物性研究センターシンポジウム, 船橋, 2008/10
6.	◎池崎　章^†, 高橋　正^†, 中村幹夫^†：モノイミダゾール鉄(III)ポルフィリン錯体における三つのスピン状態間の新規な相互変換. 第２回東邦大学複合物性研究センターシンポジウム, 船橋, 2008/10
7.	◎加藤尚之^†, 大野　章^†, 波木井千雅子, 薄井　貢, 山口惠三^†.：パルサー法による温泉のレジオネラ検出について（1）. 第61回日本温泉科学会大会, 北茨城市, 2008/09
8.	◎加藤尚之^†, 齋藤宏治^†, 大野　章^†, 大河内正一：温泉でのレジオネラに対する塩素、銀および銅イオンの殺菌効果について. 第61回日本温泉科学会大会, 北茨木市, 2008/09
9.	◎大野　章^†, 加藤尚之^†, 波木井千雅子, 薄井　貢, 山口惠三^†：パルサー法って何？. 第61回日本温泉科学会大会, 北茨城市, 2008/09
10.	◎根矢三郎, 鈴木優章, 星野忠次, 池崎　章^†, 中村幹夫^†：炭素13で特異標識したポルフィリンの合成とヘムタンパク質NMRへの応用. 第５８回錯体化学討論会, 金沢, 2008/09
11.	◎河野壮平, 星野哲人, 池崎　章^†, 大胡惠樹^†, 中村幹夫^†：サドル型ポルフィリン鉄錯体における鉄-ポルフィリン軌道間相互作用. 第５８回錯体化学討論会, 金沢, 2008/09
12.	◎大胡惠樹^†, 江口創, 中村賢一郎, 池崎章^†, 根矢三郎, 高橋正^†, 橋爪大輔, 中村幹夫^†：ポルフィリン類縁体鉄(III)錯体のスピンクロスオーバー及び電子配置変換挙動. 第５８回錯体化学討論会, 金沢, 2008/09
13.	◎池崎　章^†, 中村幹夫^†：モノ（イミダゾール）ポルフィリン鉄(III)錯体：シトクロームc’のモデル研究. 第５８回錯体化学討論会, 金沢, 2008/09
14.	池上崇久,◎倉橋悟志, 杉森保, 大胡惠樹^†, 中村幹夫^†, 半田真：テトラアザポルフィリンおよびコロラジン鉄錯体の合成と磁気的性質. 第５８回錯体化学討論会, 金沢, 2008/09
15.	◎加藤尚之^†, 齋藤宏治^†, 大野　章^†：温泉でのLegionell pneumophilaに対する殺菌効果の検討. 日本防菌防黴学会第35回年次大会, 浜松市, 2008/09
国際学会
1.	◎Ohgo Y^†, Neya S, Hashizume D, Hoshino A, Nakamura K, Kouno S, Nakamura M^†： The importance of the NMR chemical shift and frontier orbital theory in the determination of the electronic structure of heme. Symposium of Quantum Biological Molecular Science(Invited Lecture: Symp), Mito, Japan, 2009/02
2.	◎Kato N^†, Ohno A^†, Yamada K^†, Yamaguchi K^†： Influence of spring quality of spa for the disinfection effect against Legionella pneumophila of chlorine, silver and copper ions. 11th Western Pacific Congress on Chemotherapy and Infections Diseases., Taipei, TAIWAN, 2008/12
3.	◎Ikezaki A^†, Tukada H, Nakamura M^†： Novel electronic structure of iron(III) porphyrin radical. The 4th Asial Biological Inorganic Chemistry Conference, Jeju, Korea, 2008/11
4.	◎Ikezaki A^†, Ohgo Y^†, Nakamura M^†： Formation and characterization of the intermediate-spin complex with the (d_xz, d_yz)³(d_xy)¹(d_z2)¹ ground state. The 4th Asial Biological Inorganic Chemistry Conference, Jeju, Korea, 2008/11
5.	◎Ohgo Y^†： The electron configuration crossover behavior observed in a single molecule. China-Japan Crossover Science Symposium(Invited Lecture: Symp), Zengzhou, China, 2008/10
6.	◎Ohgo Y^†： The methodology to explore spin-crossover triangle in iron(III) porphyrinoids. 3rd International Mini-symposium on Coordination Chemistry for Advance Materials(Invited Lecture: Symp), Sagamihara, Japan, 2008/09
7.	◎Ohgo Y^†, Neya S, Hashizume D, Nakamura M^†： The spin-crossover triangle in the iron(III) porphyrinoids. 21st Congress of the International Union of Crystallography(Invited Lecture), Osaka, Japan, 2008/08
8.	◎Nakamura M^†, Ohgo Y^†, Ikezaki A^†： Unusual electronic structure in iron(III) porphyrinates and their oxidized products. 38th International Conference on Coordination Chemistry(Session Lecture: Symp), Jerusalem, Israel, 2008/07
9.	◎Nakamura M^†： Fine tuning of heme electronic structure by means of axial ligands and core modification. 5th International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (Invited Lecture: Symp), Moscow, Russia, 2008/07
10.	◎Ikezaki A^†, Tukada H, Nakamura M^†： Control of electronic structure of six-coordinate iron(III) porphyrin radical by means of axial ligands. 5th International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines, Moscow, Russia, 2008/07
11.	◎Ohgo Y^†, Neya S, Hashizume D, Nakamura M^†： The spin-crossover processes observed in the 6-coordinated iron(III) porphyrinoid complexes. 5th International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines, Moscow, Russia, 2008/07
12.	◎Ikezaki A^†, Nakamura M^†： Model for cytochromes c'. 5th International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines, Moscow, Russia, 2008/07
その他
1.	◎加藤尚之^†：いかにレジオネラから温泉を守るか. 宮城大学, 仙台市, 2008/10

^＊：Corresponding Author
^†：本学研究者