東北大学
学際科学フロンティア研究所

新領域創成研究部

岡本 泰典Yasunori Okamoto

助教先端基礎科学

メンター教員
教授
水上 進(多元物質科学研究所)
研究分野 生物無機化学、タンパク質工学、錯体化学、酵素化学合成
主な研究テーマ
  • 人工金属酵素の開発とSystems catalysis・細胞内触媒反応への展開
所属学会 日本化学会
研究概要  

連鎖的につながった生化学反応によって生命活動は維持されている。 この生化学反応ネットワークをre-designしてモノづくりや医薬への応用をめざす研究が勢力的に行われている。 その中で、モノづくり指向型化学の代表例である合成触媒の活躍の舞台をフラスコ内から細胞内という夾雑環境下に求める流れが興りつつある。 これは、合成触媒による非天然反応を生化学反応ネットワークに自在に組み込むことができれば、合成触媒が新たな医薬候補になり得るためである。 しかし、biocompatibilityの観点から細胞内に適用可能な合成触媒は限られている。 この課題に対して、私は人工金属酵素に注目している。

金属錯体をタンパク質の内部空間へと導入することで得られる人工金属酵素では、タンパク質に由来する特徴を金属錯体の触媒能に付加することが可能である。 それは、1) 水中での物質変換、 2) 反応速度の向上、 3) 反応選択性の付与である。 これまでに、これらの特徴を有する種々の非天然化学反応が人工金属酵素で達成されてきた。 一方で、人工金属酵素研究は触媒開発としての面が強く、その応用例は限られている。  私は人工金属酵素の第4の特徴である“金属錯体へのbiocompatibilityの向上”に着目し、人工金属酵素独自の応用としてchemoenzymatic cascadeや 細胞内触媒反応の研究を進めている。 学際科学フロンティア研究所では主に以下の2点に注目し研究を進める。
1) 人工金属酵素の迅速な調製法・最適化法の確立
2) 人工金属酵素の簡便な細胞内導入法の確立
これらの成果を集約し、より汎用な細胞内触媒反応系の確立をめざす。

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