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小野田　晃 (オノダ　アキラ)

地球環境科学研究院　物質機能科学部門　生体物質科学分野教授

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士（理学）, 大阪大学, 2002年03月
■ URL
researchmap URLホームページURL■ ID 各種
研究者番号
  • 60366424
J-Global ID■ 研究キーワード・分野
研究キーワード
  • ケミカルバイオロジー
  • ナノバイオテクノロジー
  • 高分子錯体化学
  • 生物無機化学
  • 生体機能関連化学
  • Chemical Biology
  • Nanobio Research
  • Bioinorganic Chemistry
研究分野
  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学）, 電子デバイス、電子機器
  • ナノテク・材料, 生体化学
  • ナノテク・材料, 無機・錯体化学
■ 担当教育組織

経歴

■ 経歴
学歴
  • 2002年03月, 大阪大学, 大学院理学研究科
  • 1999年, 大阪大学, 理学研究科, 高分子科学, 日本国

研究活動情報

■ 論文
■ その他活動・業績
■ 書籍等出版物
  • Functional Macromolecular Complex
    Akira Onoda; Takashi Hayashi, Multimers and assemblies of porphyrins and hemoproteins
    2024年11月, 9781837675159, ［単著］
  • 高機能性金属錯体が拓く触媒科学
    小野田晃; 林 高史, バイオハイブリッド触媒による重合反応：バレル型タンパク質反応場の利用
    2020年, 33221297, ［共著］
  • フロンティア機能高分子金属錯体
    小野田晃; 林 高史, ポルフィリンおよびヘムタンパク質の多量体・集合体
    三共出版, 2020年, ［共著］
  • Advances in Bioorganometallic Chemistry
    D. F. Sauer; T. Matsuo; A. Onoda; J. Okuda; T. Hayashi, Artificially Created Metalloenzyme Consisting of an Organometallic Complex Immobilized to a Protein Matrix
    Elsevier, 2019年, ［共著］
  • “Artificial Metalloenzymes Containing an Organometallic Active Site”, In Bioorganometallic Chemistry: Applications in Drug Discovery, Biocatalysis, and Imaging.
    A. Onoda; T. Hayashi; M. Salmain
    Wiley-VCH, 2014年12月, 9783527335275, 学術書, ［共著］
■ 主な担当授業
  • 環境物質科学基礎論Ⅲ, 2024年, 修士課程, 環境科学院
  • 生体物質科学特論Ⅰ, 2024年, 修士課程, 環境科学院
  • 化学Ⅱ, 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 環境と人間, 2024年, 学士課程, 全学教育
■ 所属学協会
  • 2002年04月 - 現在
    錯体化学会
  • アメリカ化学会
  • 高分子学会
  • 日本化学会
■ Works（作品等）
  • ヘムタンパク質階層プログラミングによる機能性デバイスの創製（新学術領域研究）
    2011年
  • 非天然二核金属中心を有する人工生体触媒の創製（挑戦的萌芽）
    2011年
  • 非天然多核金属中心を有する人工タンパク質触媒の創製（基盤研究（Ｃ））
    2010年
  • ヘムタンパク質階層プログラミングによる機能性デバイスの創成（新学術領域）
    2010年
  • タンパク質をユニットとした配向連結型ポリマーの開発と高機能化
    2009年
  • 重金属捕捉タンパク質における新規クラスターの構築と機能
    2009年
  • 細胞応用に向けたカルシウムセンサー型人工転写因子の開発
    2009年
  • 非天然多核金属中心を有する人工タンパク質触媒の創製（基盤研究（Ｃ））
    2009年
  • 金属タンパク質を基盤とする環境調和型ナノ生体触媒の開発 （新世代研究所）
    2008年
  • 非天然多核金属中心を有する人工タンパク質触媒の創製 (特別研究促進費)
    2008年
  • カルシウムセンサー機能を有する人工DNA結合タンパク質の精密構築 （若手研究（Ｂ））
    2006年
  • 金属錯体・DNA複合超分子二次元情報グリッドの創製 （若手研究（Ｂ））
    2005年
  • 人工DNA結合タンパク質を利用したDNA情報ナノ空間における機能性錯体の精密配置 （特定領域研究）
    2005年
  • 金属錯体・DNA複合超分子二次元情報グリッドの創製 （若手研究（Ｂ））
    2004年
  • 人工転写システムの開発に向けた金属イオンセンサー型DNA結合タンパク質の精密制御 （日本証券奨学財団）
    2004年
  • 金属イオンセンサー機能を有する人工DNA結合タンパク質の創製 （科学技術振興会（小玉財団））
    2004年
  • 無機結晶に結合したオリゴペプチドの構造解析によるバイオミネラルの構築機構解明 （蛋白質研究奨励会）
    2003年
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • 機能部位・金属錯体触媒部位の連結によるタンパク質リプログラミング
    科学研究費助成事業
    2024年04月01日 - 2029年03月31日
    小野田 晃
    日本学術振興会, 学術変革領域研究(A), 北海道大学, 24H02213
  • 指向性進化工学とドメイン融合によるバイオハイブリッドの反応場創成
    科学研究費助成事業
    2024年04月01日 - 2027年03月31日
    小野田 晃
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 24K01533
  • 持続可能な漁業を実現する高付加価値バイオ素材の有効利用
    2021年 - 2026年
    小野田 晃
    本研究は、チリのコキンボで漁獲される水産資源の加工品由来廃棄物を再生利用して廃棄物のゼロ化を目指す。水産廃棄物から高付加価値バイオ製品を開発・製造し、さらに、このバイオ製品を原料として、食品、農業、畜産資材、化粧品、医薬品のための高機能性バイオ材料を開発する。具体的には、（１）高付加価値バイオ製品の同定・分析の標準化およびそれを活用した製品候補の探索、（２）高純度な高付加価値バイオ製品の製造プロセス開発、（３）高付加価値バイオ製品を活用した新規材料開発と製品開発、（４）高付加価値バイオ製品開発をけん引できる先端人材の育成、に取り組む。
    水産資源の再生利用による高付加価値バイオ製品、高機能性バイオ材料の開発と製品開発を達成し、漁業におけるサステイナブルなバイオエコノミーを形成することを目指す。
    科学技術振興機構, 国際的な科学技術共同研究などの推進/SATREPS, 22577015
  • サステイナブル漁業を実現する高付加価値バイオ製品の再生利用
    国際的な科学技術共同研究などの推進 SATREPS
    2021年 - 2026年
    小野田 晃
    本研究は、チリのコキンボで漁獲される水産資源の加工品由来廃棄物を再生利用して廃棄物のゼロ化を目指す。水産廃棄物から高付加価値バイオ製品を開発・製造し、さらに、このバイオ製品を原料として、食品、農業、畜産資材、化粧品、医薬品のための高機能性バイオ材料を開発する。具体的には、(1)高付加価値バイオ製品の同定・分析の標準化およびそれを活用した製品候補の探索、(2)高純度な高付加価値バイオ製品の製造プロセス開発、(3)高付加価値バイオ製品を活用した新規材料開発と製品開発、(4)高付加価値バイオ製品開発をけん引できる先端人材の育成、に取り組む。
    水産資源の再生利用による高付加価値バイオ製品、高機能性バイオ材料の開発と製品開発を達成し、漁業におけるサステイナブルなバイオエコノミーを形成することを目指す。
    科学技術振興機構, 北海道大学, 研究代表者
  • ヘムタンパク質人工集積体を用いた新規光捕集系の構造・機能モデルの創出
    科学研究費助成事業 基盤研究(A)
    2020年04月01日 - 2024年03月31日
    林 高史; 小野田 晃
    近年、植物の光合成に関する作用機序が次々と明らかとなり、光合成の活性中心を模倣・応用する研究も盛んに実施されている。そのモデル研究の多くは低分子の色素を合成化学的・超分子化学的に集積させるアプローチである。本研究では、光合成初期過程の光捕集アンテナ組織に学び、これまで我々が精力的に実施しているヘムタンパク質人工集積化手法を駆使して、多数の色素をタンパク質マトリクス内に環状に配置した人工光捕集系の構築を行うための基盤作りを実施している。これまでに、HTHP (Hexameric tyrosine-coordinated heme protein)と呼ばれているヘムタンパク質6量体（天然の機能は不明）を核として、六量体の一つ一つのヘムポケットにチトクロムb562（電子移動ヘムタンパク質）のオリゴマーを放射状に伸ばすStar-shaped 集合体の形成を行った。しかし、予想していたようにHTHPを核としてチトクロムb562のオリゴマーが成長することがなく、大きな集合体が得られなかった。そこで、チトクロムb562同士を、2,2’-ジピリジルジスルフィドを用いて、ジスルフィド結合で結ぶ集合体の形成方法の確立と、その手法を用いてチトクロムb562と新たなタンパク質としてgreen fluorescent protein (GFP)を共有結合で結び、光励起エネルギー移動を観測した。その結果、チトクロムb562の異種変異体間の選択的な2量体、3量体合成を獲得すると共に、同手法を用いて、GFPとチトクロムb562の複合体内でのエネルギー移動を蛍光分光測定と蛍光寿命から測定し、両タンパク質間の結合位置にGFPの蛍光寿命が依存することが明らかとなった。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 大阪大学, 20H00403
  • 指向性進化工学を駆使したRh連結バイオハイブリッド触媒の開発
    科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    2020年04月01日 - 2022年03月31日
    小野田 晃
    本研究では、多彩な反応性をもつ金属錯体触媒と、精緻かつ多様な反応場を提供するバレル型タンパク質を融合したバイオハイブリッド触媒を構築し、新たな位置選択性・官能基選択性・基質選択性を付与した触媒系の開拓に取り組んだ。具体的には、Cp*Rhコアを有するバイオハイブリッド触媒を出発点として、オキシムとアルキンの付加環化によるイソキノリン合成反応を対象として、より高活性なバイオハイブリッド触媒を指向性進化工学の手法により構築した。バレル型タンパク質ニトロバインディンのGln96Cys変異体のCysとCp*Rh 錯体のマレイミド基の付加反応により固定した触媒を、マルトース結合タンパク質との融合体として調製した。この融合型のRh連結バイオハイブリッド触媒を、マルトース結合レジンを用いて、簡便に精製、さらに、反応と生成物を評価する系を確立した。生成物の溶解度や蛍光強度を考慮した上で、原料のオキシムとアルキンの誘導体の組み合わせを複数検証し、ハイスループット評価を実施した。ニトロバインディンの遺伝子をコードする領域の全体に対してエラープローンPCRによりランダムに変異を導入、また、金属錯体の近傍のアミノ酸残基に対して全アミノ酸を変異導入する飽和変異の導入を行ったライブラリーを準備した。これらのライブラリーを利用して、タンパク質を発現、Cp*Rh 錯体の連結、そして触媒活性評価を行った。この手法により触媒活性の向上に寄与する残基位置と種類を複数選出し、さらに、これらを組み合わせたタンパク質反応場を決定する一連の操作を繰り返した。約4000種類の探索により、活性向上したRh連結ハイブリッド触媒の構築に成功した。新たなタンパク質ドメインをニトロバインディンに融合したバイオハイブリッド触媒では、基質結合能の向上によって、さらに触媒活性が向上することも見出した。
    日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 北海道大学, 20H04820
  • カーボンエッジ配位化学に立脚した非貴金属カーボン電極触媒の開拓
    科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
    2019年06月28日 - 2021年03月31日
    小野田 晃
    固体高分子形燃料電池は、高効率なエネルギー変換を実現する技術として最も期待されている。しかし、カソードでの酸素から水への４電子還元を伴う酸素還元反応の高活性かつ安価な電極触媒の開発が依然としてボトルネックであり、白金電極材料に代わる非貴金属材料を基盤とした高効率かつ高耐久性を兼ね備えたカソード電極材料の開発が望まれている。本研究では、高電導性・高耐久性を兼ね備えたグラフェン材料に、酸素還元を触媒する精密な金属活性点を組み込んだ非貴金属カーボン電極触媒の開発に取り組んだ。カーボンエッジ配位化学に立脚した含窒素金属錯体活性点の構築と、プログラム化サーマル合成を駆使したグラフェン構造の構築を行い、高活性・高耐久性を実現した非貴金属カーボン電極触媒を調製した。これまでにプリカーサーである鉄錯体の配位子に対して、芳香環骨格を拡張して熱耐久性を付与することにより、Fe－N活性点の生成率が増加し、酸素還元触媒としての活性が向上することを見出している。そこで、プリカーサーの芳香環同士を平面的に縮環するように配置することで、熱縮環によるグラファイト化を分子内で誘起する設計を行い、ジアザヘキサベンゾコロネン構造をもつ精密かつ均質な活性点をもつ非金属カーボン電極触媒の調製と活性評価を実施した。2,3-ビスピリジルトリフェニレン骨格を有する重合体とその類縁体をプリカーサーに利用してカーボン電極触媒を調製し、焼成時のプリカーサーの化学構造変化の同定および酸素還元活性の評価を行った。
    日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 大阪大学, 19K22202
  • アシンメトリー配位圏を有するバレル型バイオハイブリッド触媒を活用した反応開拓
    科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    2019年04月01日 - 2021年03月31日
    小野田 晃
    本研究では、多彩な反応性を示す金属錯体触媒と、精緻な反応場を提供するバレル型タンパク質の融合により、アシンメトリー配位圏を有するバイオハイブリッド触媒を構築し、従来の金属錯体や酵素にはない新たな位置選択性や官能基選択性を付与した合成反応の開拓に取り組んだ。反応性の高いRh錯体を固定化したバイオハイブリッド触媒を活用し、位置選択的な炭素－炭素結合形成反応、また、バレル空孔内に芳香環拡張型のアシンメトリー配位圏を構築し、不斉Diels-Alder 反応を実証した。タンパク質には、強固なベータバレル構造を有するニトロバインディンの疎水空孔を活用して、様々な金属錯体触媒を共有結合により残基選択的に固定化したバイオハイブリッド触媒を開発してきた成果を踏まえて、ペンタメチルシクロペンタジエニル配位子をもつRh(III)錯体を選択し、マレイミドを導入した錯体とニトロバインディンの疎水空孔内のシステインを共有結合的に連結可能な手法を確立した。ジチオリン酸配位子で空配位座を保護したRh(III)錯体をタンパク質に連結後、硝酸銀の添加により、Rh(III)錯体を活性化する手法である。この手法により調製したバイオハイブリッド触媒は、硝酸銀存在下、フェニルオキシム及びアルキンの付加環化反応において触媒活性を示すことを明らかにした。ニトロバインディンの疎水性空孔にグルタミン酸を導入することによって、触媒活性が向上することを見出しており、Rh(III)錯体近傍のアシンメトリー空間の構築を成功した。
    日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 大阪大学, 19H04579
  • 抗原タンパク質N末端連結を基盤としたウイルスワクチン製造技術の開発
    産学が連携した研究開発成果の展開 研究成果展開事業 研究成果最適展開支援プログラム(A-STEP) トライアウト トライアウトタイプ(標準)
    2021年 - 2021年
    小野田 晃
    新型コロナウイルスをはじめとする感染症のワクチンとして、感染性がないウイルスのタンパク質のみを抗原として利用する方法があり、免疫獲得の有効性の高いワクチンとして、抗原タンパク質の二量体が有望視されている。本提案者は、タンパク質N末端に対して特異的・高修飾率で簡便に化学修飾が可能な独自技術を開発した。本提案では、この技術を活用して、抗原タンパク質を多量体化したワクチンの製造技術に応用する。N末端連結が可能な二方向性の修飾剤の化学構造と、抗原タンパク質の二量体化反応の条件を最適化し、抗原タンパク質ワクチンを簡便かつ高収率・高純度に製造する技術を開発する。
    科学技術振興機構, 北海道大学, 研究代表者
  • 薬剤をN末端に連結したタンパク質製剤を製造するための新技術の開発
    産学が連携した研究開発成果の展開 研究成果展開事業 研究成果最適展開支援プログラム(A-STEP) トライアウト トライアウト
    2020年 - 2021年
    小野田 晃
    薬剤・高分子等を連結したタンパク質製剤の製造には、タンパク質の化学修飾を位置特異的に施す技術が重要性である。本提案者は、タンパク質N末端に対して特異的・高修飾率で簡便に化学修飾が可能な独自技術を開発した。本提案では、この技術をタンパク質製剤の製造に実用するために、1)修飾試薬の製造工程を低い温度(50°C)で可能にし、2)タンパク質製剤の化学修飾連結部の安定性を向上する(24時間で95%保持)。さらに、改良技術を用いて、薬剤を連結したタンパク質製剤を作製し、その血中安定を評価する。本技術は、目的の分子をN末端に自在に連結できるので、タンパク質製剤を製造する化学・製薬企業の利用が期待できる。
    科学技術振興機構, 北海道大学, 研究代表者
  • 金属錯体を微生物の細胞表面に固定化した高選択的バイオハイブリッド触媒系の開発
    科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    2018年04月01日 - 2020年03月31日
    小野田 晃
    社会から要請される複雑な物質群を高効率かつ選択的に変換する触媒系を開拓することは、最重要課題の一つである。金属錯体触媒に、生物がもつ多様な分子環境を融合すれば、未踏の選択性を達成すると期待される。本研究は、多彩な反応性をもつ金属錯体触媒と、精緻かつ多様な反応場を提供するバレル型タンパク質を融合したバイオハイブリッド触媒を構築し、従来にはない位置選択性・官能基選択性・基質選択性を付与した触媒系を開拓することが目的である。さらに、バイオハイブリッド触媒部位を細胞表面提示した人工微生物触媒を作製し、金属錯体の反応場と網羅的かつ高速に探索可能な実験室進化の手法と組み合わせ、タンパク質反応場を最適化し、困難な反応選択性を示す触媒を開拓する。本年度は、反応性の高いシクロペンタジエニルロジウム錯体を固定化したバイオハイブリッド触媒を活用し、非対称内部アルキンを基質とする位置選択的なイソキノリン合成を実施した。また、ロジウム近傍にカルボキシル基を変異導入により配置することによって、触媒活性が向上することも見出しており、タンパク質反応場のチューニングの有効性も実証した。このような探索を迅速化するために、バイオハイブリッド部分を表面提示したホールセル触媒系の構築に取り組んだ。細胞表面との連結を円滑にするために、ロジウム錯体の配位子の最適化を検討して、種々のチオール系配位子を試した結果、ジチオリン酸配位子で空配位座を保護したロジウム錯体では、タンパク質ホストと連結後に金属塩添加により脱保護を伴い、ロジウム錯体を再活性化可能であることを見出した。このバイオハイブリッド触媒は、硝酸銀存在下においてオキシム及びアルキンの付加環化反応において触媒活性を示すことも明らかにした。
    日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 大阪大学, 18H04651
  • アシンメトリー配位圏を有するバレル型バイオハイブリッド触媒の開拓
    科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    2017年04月01日 - 2019年03月31日
    小野田 晃
    本研究では、多彩な反応性を示す金属錯体触媒と、精緻な反応場を提供するバレル型タンパク質の融合により、アシンメトリー配位圏を有するバイオハイブリッド触媒を構築し、従来の金属錯体や酵素にはない新たな位置選択性や官能基選択性を付与した合成反応の開拓に取り組んだ。具体的には、反応性の高いRh錯体を固定化したバイオハイブリッド触媒を活用し、位置選択的な炭素－炭素結合形成反応、また、バレル空孔内に芳香環拡張型のアシンメトリー配位圏を構築し、不斉Diels-Alder 反応を実証した。タンパク質には、強固なベータバレル構造を有するニトロバインディンの疎水空孔を活用して、様々な金属錯体触媒を共有結合により残基選択的に固定化したバイオハイブリッド触媒を開発してきた成果を踏まえて、ペンタメチルシクロペンタジエニル配位子をもつRh(III)錯体を選択し、マレイミドを導入した錯体とニトロバインディンの疎水空孔内のシステインを共有結合的に連結可能な手法を確立した。ジチオリン酸配位子で空配位座を保護したRh(III)錯体をタンパク質に連結後、硝酸銀の添加により、Rh(III)錯体を活性化する手法である。このバイオハイブリッド触媒は、硝酸銀存在下、フェニルオキシム及びアルキンの付加環化反応において触媒活性を示すことを明らかにした。ニトロバインディンの疎水性空孔にグルタミン酸を導入することによって、触媒活性が向上することを見出しており、Rh(III)錯体近傍のアシンメトリー空間の構築を成功した。
    日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 大阪大学, 17H05370
  • 生物が使う鉄ヒドリド活性種の遷移状態：タンパク質空孔内における制御と反応開拓
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2015年07月10日 - 2019年03月31日
    小野田 晃; 林 高史; 氷見山 幹基; 立川 賢悟; 青木 亜由美
    本研究は、光エネルギーを利用して水を水素源に生成したFeヒドリドを活性種にもつFeバイオ触媒を開発した。マレイミド部を導入したジチオラート架橋Fe 二核錯体を、強固なバレル構造をもつニトロバインディンの疎水空孔内に共有結合を介して連結し、Feバイオハイブリッド触媒を構築した。鉄二核錯体のジチオラート架橋配位子をアザジチオラートに変換し、第二配位圏にプロトンシャトルとなるアミノ酸残基を適切な位置にグルタミン酸やリジンなどの残基を導入することによって、水素発生の活性向上を達成した。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 大阪大学, 15KT0144
  • 進化工学を駆使した高性能バイオハイブリッド触媒の開発（国際共同研究強化）
    科学研究費助成事業 国際共同研究加速基金（国際共同研究強化）
    2017年 - 2019年
    小野田 晃
    多彩な反応性をもつ金属錯体触媒と、精緻かつ多様な反応場を提供するタンパク質を融合したバイオハイブリッド触媒は、従来にはない位置選択性・官能基選択性・基質選択性の実現が期待される。本研究では、高機能なバイオハイブリッド触媒を効率的に創製するために、指向性進化工学の手法を取り入れた触媒探索法の開発に取り組んだ。夾雑な環境でロジウム錯体とタンパク質を連結する手法、またC-H結合官能基化により得られる生成物を蛍光法により迅速に検出する手法を開発し、ロジウム錯体をニトロバインディンタンパク質と連結したバイオハイブリッド触媒を指向性進化工学により高活性するためのホールセル技術プラットホームを確立した。
    日本学術振興会, 国際共同研究加速基金（国際共同研究強化）, 大阪大学, 16KK0112
  • バイオミメティックで拓く燃料電池用非貴金属カーボン電極触媒の開発
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2015年04月01日 - 2018年03月31日
    小野田 晃; 林 高史; 田中 雄大; 伊藤 実
    本研究では、燃料電池カソードでの酸素還元電極材料として、非貴金属活性点を組み込んだ含窒素カーボン電極触媒の開発を実施した。非貴金属原料に芳香環拡張型金属サレン錯体を活用する新手法により、触媒活性点の設計技術を高め、高活性・高耐久性を実現した非貴金属カーボン電極材料の調製と酸素還元反応における触媒活性評価を行った。鉄サレン錯体を含む原料を、バルカンX、ケッジャンブラック等のカーボン担体と混合した上で、焼成、酸洗浄により触媒を調製した。触媒活性の評価と同定の結果、芳香環を拡張したプリカーサーを使用した際に、効率的にFe-N活性点が形成され、4電子還元反応が効率的に進行していることを明らかとした。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 大阪大学, 15H03857
  • 細胞分裂タンパク質集合体のダイナミクス解明のための超分子リクルート技術の開拓
    科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
    2015年04月01日 - 2018年03月31日
    小野田 晃; 林 高史
    バクテリア細胞分裂において重要な役割を担うFtsZは、細胞膜上で集合化してリング状の構造体（Z-リング）を形成する。このFtsZはGTPの加水分解に伴い、集合構造の曲率を変化させながらZ-リングの収縮と細胞膜の分断を誘導する。このZ-リングが起点となりタンパク質群が集合化し、細胞分裂が進行する。これらの作用機序解明の点からも、FtsZの集合構造とその動的ダイナミクスは興味深い。本研究では、超分子的な相互作用を誘起するアダプタータンパク質を添加することでFtsZ集合体に外部から摂動を与え、その構造に変化を与える系を構築した。
    日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 大阪大学, 15K12747
  • 金属タンパク質と合成ポリマーから構成される機能性ハイブリッド界面の開発
    科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    2015年04月01日 - 2017年03月31日
    小野田 晃
    本研究では、電子移動・触媒・センサー機能を有する金属タンパク質および金ナノ粒子や高分子などのナノ材料となる機能性元素ブロックを、生体分子に特有の精密な分子間相互作用を活用した機能性ハイブリッド界面を構築し、バイオマテリアル及び生体分子デバイスへの展開をめざした。金属タンパク質を階層化してハイブリッド化する技術を発展させて、合成ポリマーとの組み合わせにより、金属タンパク質の配向やメゾスコピック構造を制御したハイブリッド材料を創製に取り組んだ。特異な電子的・光学的性質をもつ金ナノ粒子は、多彩な機能性材料への応用が期待されている。直径10-100 nmの金ナノ粒子は、金の原子核に束縛された自由電子の集団振動周波数に相当する光を吸収し、表面プラズモン共鳴 (SPR)と呼ばれる光吸収特性を示すだけでなく、酸化チタンや酸化タングステンなどの半導体光触媒上に担持した際に、高い触媒活性を示す。半導体の光触媒活性は、担持金ナノ粒子の形状や、担体への担持構造が影響を及ぼすことから、今年度は、金ナノ粒子を含むハイブリッド材料の構築に取り組んだ。タンパク質などの生体分子間の超分子相互作用を利用した担持金ナノ粒子の形状制御を行い、生体分子－金界面形成により半導体光触媒の緻密な表面改質が可能であることを見出した。また、可視光応答性光触媒である 金ナノ粒子-WO3 複合体において、担持された金ナノ粒子の集合構造を自己集合性アミロイドペプチドにより制御し、その光電変換効率を評価した。アミロイドペプチドを修飾した金ナノ粒子は酸性条件下で繊維状の金ナノ粒子集合体を形成し、長波長域のプラズモン共鳴吸収を示すとともに WO3 の光電変換効率を向上に寄与することを明らかとした。
    日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 大阪大学, 15H00746
  • 金属タンパク質と金属ナノ粒子の階層化によるハイブリッド界面の構築
    科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    2013年04月01日 - 2016年03月31日
    小野田 晃
    電子移動・触媒・センサー機能を有する金属タンパク質と多様な物性を持つ金属・半導体ナノ粒子のそれぞれを機能性の元素ブロックととらえ、生体分子の精密な分子間相互作用を活用して、金属タンパク質と金属ナノ粒子を階層化したハイブリッド型ナノ界面を電極基板上に構築した。安定性および量子収率に優れた半導体ナノ粒子を表面修飾することにより、ヘムタンパク質との複合化による触媒系を構築した。ヘムタンパク質としてミオグロビン（Mb）、半導体ナノ粒子としてCdTeナノ粒子（CdTe QD）を選択し、複合体の構築を行った。複合体におけるCdTe QDからMbへの電子移動反応および複合化後のヘムタンパク質機能について検証した。光還元によるMbの機能化について検証したところ、CO雰囲気下において可視光照射した際に、Fe(III)のmet-Mbは一電子還元を受けてFe(II)-CO錯体のCO-Mbに変換されることを明らかにした。ヘムタンパク質であるMbの機能を保持した状態でタンパク質への電子移動反応を高効率化したQD複合体の構築に成功しており、シクロデキストリンとアダマンタンの超分子相互作用を介して表面固定も有効であることを見出した。
    電子移動の効率的なバイオ電極構築をめざし、電極上に固定した補酵素等の酸化還元中心に対しアポタンパク質を再構成することにより、酵素と電極間の効率的な電気伝導が可能となるバイオデバイスを作製した。具体的には、金ナノ粒子を固定化した電極表面にヘムを化学修飾し、その後アポタンパク質の再構成することによって、ヘムタンパク質を固定化修飾した電極を作製した。ヘム－ヘムポケット間の相互作用を活用した本系においてシトクロムb562の電子移動効率の優位性が明かとなった。
    日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 大阪大学, 25102527
  • 多核金属活性点の構築を基盤とした燃料電池用非貴金属カーボン電極触媒の開発
    科学研究費助成事業 若手研究(A)
    2013年04月01日 - 2016年03月31日
    小野田 晃; 林 高史
    固体高分子型燃料電池は、高効率なエネルギー変換を実現する技術として最も期待されている。しかし、カソードでの酸素から水への４電子還元を伴う酸素還元反応の高活性な電極触媒の開発は以前として十分でない。本研究では、高効率に酸素還元反応を触媒している生体の金属酵素の多核金属中心を規範とし、非貴金属活性点を組み込んだ含窒素カーボン電極触媒の開発を実施した。非貴金属原料とした新たにヘム金属錯体や金属サレン錯体を活用し、触媒活性点のプリカーサ-を調製後に焼成する手法により、触媒活性点デザインの技術を高め、高活性・高耐久性を実現した非貴金属カーボン電極材料の調製と酸素還元反応における触媒活性評価を行った。
    日本学術振興会, 若手研究(A), 大阪大学, 25708031
  • タンパク質マトリクスを用いた新触媒の開拓
    科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    2010年04月01日 - 2016年03月31日
    林 高史; 小野田 晃
    生体内での生合成や代謝反応は、いわゆる直截的な有機合成反応の基本例である。その効率的な反応には生体触媒である酵素の関与が必須である。化学の立場で直截的反応を設計する際に、酵素を目的に応じて改変して利用することは、有効なアプローチの一つと言える。我々は、タンパク質の空孔に非天然の金属錯体を挿入することにより、天然の酵素では実現が難しい反応（C-H結合の活性化、C-C結合形成、水素発生等）の実施や反応の立体選択性の向上などに結びつくことを本課題研究で明らかにした。さらに、タンパク質空孔の反応場を遺伝子操作によってチューニングすることにより、反応の活性や選択性の更なる制御も可能となることを示した。
    日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 大阪大学, 22105013
  • ヘムタンパク質を活用した異種タンパク質階層プログラミングとバイオデバイスへの展開
    科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    2012年04月01日 - 2015年03月31日
    小野田 晃
    本研究は、電子移動・触媒・センサー機能を有するヘムタンパク質におけるヘム－ヘムポケットの相互作用を活用して、異種タンパク質の階層構造を電極基板上へプログラム構築するとともにバイオデバイスへの展開を目的として実施した。タンパク質の複雑な人工集合体やナノ構造体を精密構築しデバイス化するという観点から独創的な試みである。ヘムのプロピオン酸側鎖にマレイミドを導入し、シトクロムb562 (cyt b562) 表面に導入した一つのシステインとカップリングし、ヘムタンパク質自己集合体のモノマーユニットを調製した。タンパク質は、昨年度までと異なり、修飾位置を変更してユニットも調製をした。基板へのタンパク質の連結方向を180度変えたユニットについても調製を行った。さらに、プロトポルフィリンIX の中心金属を Zn に置換したユニットも調製した。金電極表面に自己組織化膜を形成後、ヘムあるいはZnプロトポルフィリンIX を縮合により表面修飾を行い、モノマーユニットを添加することにより、ヘムタンパク質集合体が階層的に集積化したバイオデバイスを作製した。タンパク質積層界面は、交流インピーダンス測定、水晶発振子マイクロバランス、原子間力顕微鏡により同定を行った。作製した一連の異種タンパク質階層化電極について、サイクリックボルタンメトリー及び微分パルスボルテンメトリーにより電気化学特性を明らかにした。犠牲試薬存在下でのキセノンランプ照射時の電流応答を評価し、Zn 置換のシトクロムを配向階層化した金電極は、カソード電流が検出されること、積層構造によって電流量が増大する現象を見出した。
    日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 大阪大学, 24108726
  • 非天然二核金属中心を有する人工生体触媒の創製
    科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
    2011年 - 2012年
    小野田 晃; 林 高史
    金属酵素は高い触媒活性と選択性を達成する極めて魅力的な金属反応中心をもつ。例えば、メタンの水酸化や窒素固定をはじめとする合成化学的に難易度の高い反応を常温常圧の温和な条件下で触媒することが可能である。本研究では、タンパク質マトリクスを活用し、非天然二核金属中心を有する生体触媒の構築を行った。第一配位圏の合理的な二核金属配位環境の再構築と、第二配位圏の設計を組み合わせた生体触媒を作製し、その構造および機能解析を行った。
    日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 大阪大学, 23655050
  • ヘムタンパク質階層プログラミングによる機能性デバイスの創製
    科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    2010年 - 2011年
    小野田 晃
    本研究では、電子移動・触媒・センサー機能を有するヘムタンパク質をターゲットとして、プログラム化されたヘムタンパク質階層構造を電極基板上へ構築し生体分子デバイスの創製をめざした。ヘムタンパク質超分子からなる集合体を活用して、ヘムタンパク質が基板表面に階層化したメゾスコピック界面の機能を明らかにした。ヘムタンパク質のヘム－タンパク質マトリクス相互作用により、自律凝集的に階層化したタンパク質集合構造を組み上げることが可能である。昨年度に引き続き、本年度は、この系に対して、光電変換の特性を組み込むために、亜鉛プロトポルフィリン (ZnPP) を含むタンパク質階層構造の構築を行った。電子伝達タンパク質シトクロムb562 の表面に ZnPPを結合したタンパク質をユニットとして亜鉛置換型のタンパク質集合体を調製した。一方で、ZnPP を金電極の表面の単分子膜状にアミド結合を介して修飾後に、タンパク質集合体を電極上にタンパク質とZnPP の相互作用を利用して固定化した。また、固定化するリンカーの長さを変えて、種々の電極修飾を行った。このタンパク質メゾスコピック界面の構造を詳細に調べると同時に、光電変換特性の検討を行った。まず、QCM、交流インピーダンス測定により、ZnPP修飾基板上にタンパク質オリゴマーを積層できていることを確認した。このタンパク質階層化電極の光照射時のカソード及びアノード電流を調べたところ、積層化によって光電流量が増大しており、タンパク質階層プログラミングにより電極界面特性の機能向上可能であることを見出した。
    日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 大阪大学, 22108518
  • 非天然多核金属中心を有する人工タンパク質触媒の創製
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2008年 - 2010年
    小野田 晃
    本研究では、タンパク質マトリクスを活用して多核金属中心を活性部位に導入することにより、新たな高機能生体触媒の創製に取り組んだ。酸素結合機能をもつ鉄二核タンパク質DcrH-Hrの機能解析結果を踏まえて、活性部位近傍のアミノ酸変異導入し、鉄二核中心の反応性の変換に成功した。また、水素発生触媒活性を有する鉄二核ヘキサカルボニル中心を導入したヒドロゲナーゼ活性を有する新規な金属タンパク質が創出に成功した。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 大阪大学, 20559002
  • 金属錯体と量子ドットクラスターの超分子自由配列.ジンクフィンガーとDNAの利用
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2006年 - 2008年
    山村 剛士; 小野田 晃; 坂本 良太
    金ナノパーティクルを2次元平面上に自在に配列することは、多くの研究者が挑戦している目標であるが、従来の配列法では小型のナノパーティクルを設計パターンどおりに配列させることが出来なかった。本研究はこの問題に対して、重金属捕捉蛋白質MTとDNA結合蛋白質ZFの人工融合蛋白質ZFMTを合成し、金クラスター(Au11)と化学量論的に結合させた後、DNAの高次構造体上に定位することにより、幾何模様を描かせることに成功した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 東京理科大学, 18350034
  • カルシウムセンサー機能を有する人工DNA結合タンパク質の精密構築
    科学研究費助成事業 若手研究(B)
    2006年 - 2007年
    小野田 晃
    本研究では、生体内のCaシグナルと関連したタンパク質発現と細胞機能を解明するためのプローブ分子として、塩基配列認識部位を自在に設計でき、かつ、Caセンサー機能を有する人工転写因子の創製を目指して研究を行った。本年度は、Caセンサー型転写因子の基盤タンパク質の調整を行った。すでに申請者は、ジンクフィンガーZif268を参考に、2つのフィンガーユニットのC端にCa結合タンパク質であるトロポニンCのヘリックスーターンーヘリックスのターン部分以降のモチーフをカップリングした、フユージョンタンパク質FlF2-Tnが、Caイオン存在下では、DNAとの結合が低下することを明らかにした。分子モデリングの結果を踏まえ、Ca結合によってフレキシブルなループ部分の構造変化によってDNAとの立体障害を引き起こす機構のためと考え、このような構造変化による結合阻害が大きくなるような変異を導入したタンパク質の大腸菌での発現系の構築を行った。目的のタンパク質をコードするDNA断片を用意し、これをマルトース結合タンパク質とのフユージョンタンパク質として発現するようにプラスミドに導入した。形質転換後の大腸菌BL21の培養条件、誘導条件の最適化を行った。また、ライセートから可溶性画分を、アミロースレジン及びヘパリンセファロースによるアフィニティーカラムクロマトグラフィー、次いで、DEAEカラムによる陰イオンカラムクロマトグラフィーによる最終精製標品を得る精製段階を確立した。同様に、DNAの認識部位が異なる変異タンパク質についても大量発現及び精製を行った。
    日本学術振興会, 若手研究(B), 東京理科大学, 18750154
  • 有機無機複合光成膜の合成・アミノ酸型ポルフィリンオリゴマーの利用
    科学研究費助成事業 特定領域研究
    2005年 - 2006年
    山村 剛士; 小野田 晃
    本計画は「緑色植物の光合成チタコイド膜を参考に、有機・無機複合型ナノ構造を構築すること」である。この課題に対して平成18年度は以下の成果を得た。
    1)14〜17年度にかけて我々はシアノバクテリアの光捕集蛋白質を参考に新しい原理に基づくアンテナクロロフィルの開発をおこない、また、長い蛍光寿命を有するポルフィリンアレイの構築と色素アレイのスペクトル制限分子力学シミュレーションプログラムの開発を行なってきたが、本年度はその集大成として色素配向の分布構造を明らかにし、PSIとの比較をおこなった。また、この成果は今後クロロフィル型の高効率光エネルギー輸送系の構築をおこなう基礎になると期待できる。
    2)ヒドロゲナーゼのモデル化に関する生物無機化学的研究を試み、[NiFe]活性中心に関して、システイン含有テトラペプチドを配位子とするニッケル塩の合成・構造解析(NMR、EXAFS)に成功し、[NiFe]ヒドロゲナーゼ中心構造構築のためのプラットフォームづくりをおこなった。この成果は今後Feを導入し、安定な光合成型光エネルギー変換水素発生系を構築するための基礎になるものと期待される。
    3)クロロフィル誘導体を用いて、シアノバクテリアPSIIの光電変換中心であるいわゆるスペシャルペアの忠実構造モデルの合成に成功した。このモデルは今後アクセサリークロロフィルのモデルやフェオフィチンモデルを結合させた系への発展の基礎になるものと考えている。
    4)上記アンテナクロロフィルモデルをシリコン型ベシクルの脂質2重膜中に高密度に閉じ込めることに成功した。この成果は、将来、初発電荷分離の反応中心、水素発生サイト、酸素発生サイトをシリコンナノベシクルの表面に組み込む基礎になるものと期待される。
    日本学術振興会, 特定領域研究, 東京理科大学, 17029060
  • 人工DNA結合タンパク質を利用したDNA情報ナノ空間における機能性錯体の精密配置
    科学研究費助成事業 特定領域研究
    2005年 - 2005年
    小野田 晃
    本研究では、DNAにより構成される空間を、塩基配列情報を含んだ情報ナノ空間ととらえ、この情報に基づき金属錯体などの機能性物質群を分子レベルで精緻に配置することを目的をとして、金属錯体を結合した人工亜鉛フィンガーを合成及びジンクフィンガーによる金属錯体配列を行うテンプレートを拡張するために、2重鎖を束ねたDXモチーフの検討を行い、2次元、3次元上に定位する手法の確立を行った。DXには4または5本鎖からなる数種類があるが、本研究では5本鎖からなる逆平行型のDXを用いた。ZFとしてGGGGCGを認識する2ドメインのF1F2、および、トリスビピリジンRu(II)錯体を結合したRu-F1F2を用いた。X線構造解析により明らかにされたDNAのZF結合部位とZF本体の空間配置を考慮して、認識塩基配列のDX内での位置を設計した。ZFとDXとの結合及び相互作用についてはゲルシフトアッセイ(EMSA)を用いて調べた。EMSA実験でのDXは全て[γ-^<32>P] ATPで1つのssDNAを5'-末端標識後に、アニーリングしたものを用いた。認識部位を移動することで、ジンクフィンガー及びRu錯体の位置が位相をもって変化する。そこで、ZF結合部位の位相を変化させたDXテンプレートを用意し、ZFを導入したところ、すべての場合において結合することが分かった。ZF結合部位の位置を交叉部の右、左、あるいは両方に組み込んだ配列においても、ZFが結合可能であることが分かった。それぞれの位相についてZF部位を4ユニットに増加させたところ、ZF濃度を増加させるにつれて目的通りに複数のZFユニットを配置できることがわかった。本年度の研究成果により、DX分子をテンプレートに用いることによって、金属錯体間の距離を精密に制御して多数配列した系を構築できることを明らかにした。
    日本学術振興会, 特定領域研究, 東京理科大学, 17036062
  • DNA結合蛋白質を利用したナノドット・分子素子の自由配列と量子細線の形成
    科学研究費助成事業 萌芽研究
    2004年 - 2005年
    山村 剛士; 小野田 晃
    本年度の成果は以下のとおりである。
    1)光活性分子素子とジンクフィンガーの融合・DNAとの結合:まず、従来の配列を変えN端側にルテニウム(オスミウム)トリスバイピリジン錯体部を移した。
    Tbp^-F1F2:Tbp^-GTGEKPYG-CRICGRNFSRSDDLTRHIRTHTGEKPYGCRICGRNFSRSDHLTR-HIRTHTGEKPYYG
    この配列換えによりケミカルライゲーション法の適用が可能になり、自由にフィンガー側の配列を選べるようになる。改めてTbp^-ZFの合成法を検討し、まず、ライゲーションの原料になるTbp^-GTGEKPYGチオエステルの大量合成法確立に努めた。その結果、TAMPAL resinから固相法により伸長し、直接チオエステルを切り出す方法が有効であることを見出した。この方法でTbp^-GTGEKPYG-F1F2とTbp^-GTGEKPYG-F2F1(F1、F2は何れも単鎖のジンクフィンガー)の合成を試み、前者については単離・精製に成功し、更に、50bp DNA上に5個直列配列させることに成功した。後者についても、Tbp^-GTGEKPYG-F2の合成に成功している。
    2)ドットとの結合能を有する新規ジンクフィンガー融合蛋白質の合成:前年度における検討から、金のドットと1:1で反応し、安定にハンドリングすることが可能なペプチドとして、メタロチオネイン(MTIIのαドメイン)とジンクフィンガーの融合蛋白質の合成を企図した。
    F3F3-MT : TGEKPYGCRICGRNFSRSDNLTRHIRTHTGFKPYGCRICGRNFSRSDNLTRHIRTHTGEKP YG-MTII_α
    様々な検討の結果、固相合成後液相でのフラグメント縮合によりこの融合蛋白質の単離・生成に成功した。現在、金ドットの導入を検討中である。
    日本学術振興会, 萌芽研究, 東京理科大学, 16651051
  • 金属錯体・DNA複合超分子.二次元情報グリッドの創製
    科学研究費助成事業 若手研究(B)
    2004年 - 2005年
    小野田 晃
    本研究では、DNAにより構成される2次元基盤及び、基盤の塩基配列情報を読み出す分子としての亜鉛フィンガータンパク質に金属錯体を結合したユニットにより、機能性物質群を分子レベルで精緻に配置することを目的をとして研究を行った。本研究の開始時点では、DNAの格子としてポルフィリン分子を使いグリッド化を検討したが、より効率的な手法としてDNAのみからなる2次元DNA基盤となるDXモチーフを使用した。また、機能部位の配列するユニットである2ユニットの亜鉛フィンガーと金属錯体を結合したユニットの合成を行った。ZFとしてGGGGCGを認識する2ドメインのF1F2、および、トリスビピリジンRu(II)及び、Os(II)錯体を結合したフィンガーの合成に成功した。基盤のDXには4または5本鎖からなる数種類があるが、本研究では5本鎖からなる逆平行型のDXを用いた。X線構造解析により明らかにされたDNAのZF結合部位とZF本体の空間配置を考慮して、認識塩基配列のDX内での位置を設計した。ZFとDXとの結合及び相互作用についてはゲルシフトアッセイ(EMSA)を用いて調べた。EMSA実験でのDXは全て[γ-^<32>P]ATPで1つのssDNAを5' -末端標識後に、アニーリングしたものを用いた。認識部位の位相、位置、数を変えた様々なテンプレートを用いてスクリーニングを行い、DX分子をテンプレートに用いることによって、金属錯体間の距離を精密に制御して多数配列した系を構築できることを明らかにした。また、ジンクフィンガーによる機能部位配列と組み合わすことができる新しいDNA基盤分子として、リンカーを介して金属ポルフィリンを結合した2重鎖DNAの合成にも成功した。
    日本学術振興会, 若手研究(B), 東京理科大学, 16750148
  • 電極・界面上への光合成エネルギー変換モデル構築.ポルフィリンアミノ酸含有ペプチド
    科学研究費助成事業 特定領域研究
    2003年 - 2004年
    山村 剛士; 小野田 晃
    本研究は、シアノバクテリアの反応中心を参考にして、最終的に水の可視光分解を実現すること目指しており、その第一段階として、ポルフィリンを用いたシアノバクテリア型アンテナクロロフィルモデルの構築を目指した。シアノバクテリアのアンテナクロロフィルは、隣接クロロフィル同士が6〜26Å離れて様々に配向・集合している)。そのモデル化のため短いリンカー部を有するポルフィリンアミノ酸のオリゴマー(二、四、八量体)の合成を行った。
    オリゴマー中のポルフィリンの配向は、励起子バンドの形成と分光挙動に大きな影響を与えるため、スペクトルデータからオリゴマー中のポルフィリン配向をシミュレートすることが可能である。我々はこのための解析プログラムを開発した。また、オリゴマーの蛍光収率を2座配位子により制御し、蛍光を著しく増大させる条件を明らかにした。上記プログラムを用いた配向解析の結果、我々のオリゴマーはアンテナクロロフィルとよく似た形態を持ち、エチレンジアミンの添加にポルフィリン同士の会合はface-to-face型からhead-to-tail型に変化する。この構造変化に伴うエネルギーダイヤグラムの変化と、隣接ポルフィリン間におけるエネルギー移動の速度を計算した結果、B-band部を通してのエネルギー移動速度はアンテナクロロフィルに匹敵するが、Q-band部分は、それ程の効率にはならない。
    日本学術振興会, 特定領域研究, 東京理科大学, 15033266
  • 光応答を用いたペプチド機構及びNH・・・O水素結合の変換による鉄錯体の反応性制御
    科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
    2002年 - 2004年
    小野田 晃
    鉄含有金属酵素においては、鉄イオンの高い反応性は、基質と結合したとき等の特定の場合にのみ有効となり、通常は不活性化させた状態にある。このような生体での巧妙な機構を解明するために、本申請者は、現在までの研究成果からで明らかになった配位酸素原子へのNH…O水素結合の機能を光制御系の構築を進めている。これまでに、すでに、NH…O水素結合の機能として、金属-酸素結合を安定化すること、また、金属原子の状態を変化することを明らかにしている。そこで、特に、天然の鉄酵素にも多く見られるカルボキシラート配位への水素結合を光制御する配位子、3-(3-t-BuCONHC_6H_4CH=N)C_6H_4COOHを設計し合成を行った。申請者が明らかにした、NH…O水素結合がカルボキシレートアニオン状態のみで形成されることを踏まえて、光照射によるアゾメチン基のシス・トランスの変換挙動等の性質について検討している段階である。
    水素結合を形成した鉄錯体の合成についても検討を行っており、まず、アミド基の回転が制限されているカルボン酸配位子を用いて錯体の単離し、構造等の詳細な情報を調べている。現在、水素結合の強度により配位原子の塩基性を変えることにより鉄中心の配位構造を変化できることが明らかになってきた。カルボキシル基とアミド基をケンプ酸でつなげた新規配位子についても合成を行い、プロトン化に連動した構造変化も見いだすことができた。
    日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 大阪大学, 02J04351
  • 配位酸素原子へのNH・・・O水素結合による金属一酸素結合性及びペプチド構造制御
    科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
    1999年 - 2001年
    小野田 晃
    日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 大阪大学, 99J02306
  • Mononuclear and Polynuclear ca-phosphate complex with Bulky Amide Ligand
    競争的資金
  • Function of NH…O hydrogen bonds to coordinated oxygen atom cooperating with peptide comformation
    競争的資金
  • 非天然金属中心を有する人工生体触媒の創製
    競争的資金
■ 産業財産権
  • 金属複合体
    特許権, 林 高史; 小野田 晃; 松元 香樹; 郷田 隼; 小野 博信; 北野 友之, 国立大学法人大阪大学, 株式会社日本触媒
    特願2017-178163, 2017年09月15日
    特開2019-052117, 2019年04月04日
    特許第7016108号, 2022年01月27日
    202203007315980111
  • タンパク質及び/又はペプチド修飾用分子
    特許権, 林 高史; 小野田 晃; 井上 望, 国立大学法人大阪大学
    JP2019008142, 2019年03月01日
    特許第7013048号, 2022年01月21日
    202203001682460673
  • 含窒素多環式化合物
    特許権, 林 高史; 小野田 晃; 松元 香樹; 郷田 隼; 小野 博信; 北野 友之, 国立大学法人大阪大学, 株式会社日本触媒
    特願2017-178162, 2017年09月15日
    特開2019-052116, 2019年04月04日
    特許第6993640号, 2021年12月14日
    202203010226620005
  • 金属複合体、含窒素多環式化合物、焼成体及びその製造方法、酸素還元触媒、酸素発生触媒、及び、水素発生触媒
    特許権, 林 高史; 小野田 晃; 松元 香樹; 郷田 隼; 米原 宏司, 国立大学法人大阪大学, 株式会社日本触媒
    特願2020-037053, 2020年03月04日
    特開2021-138645, 2021年09月16日
    202103003998710685
  • 微小粒子の製造方法
    特許権, 林高史; 小野田晃; 加藤俊介
    特願2020-126563, 2020年07月27日
  • タンパク質及び／又はペプチド修飾用分子
    特許権, 林高史; 小野田晃; 井上望, 大阪大学
    PCT/JP2020/008357, 2020年02月28日
  • タンパク質及び/又はペプチド修飾用分子
    特許権, 林 高史; 小野田 晃; 井上 望, 国立大学法人大阪大学
    JP2019008142, 2019年03月01日
    WO2019-168164, 2019年09月06日
    202103000619909381
  • 金属複合体
    特許権, 林 高史; 小野田 晃; 松元 香樹; 郷田 隼; 小野 博信; 北野 友之, 国立大学法人大阪大学, 株式会社日本触媒
    特願2017-178163, 2017年09月15日
    特開2019-052117, 2019年04月04日
    201903005636651529
  • 含窒素多環式化合物
    特許権, 林 高史; 小野田 晃; 松元 香樹; 郷田 隼; 小野 博信; 北野 友之, 国立大学法人大阪大学, 株式会社日本触媒
    特願2017-178162, 2017年09月15日
    特開2019-052116, 2019年04月04日
    201903006673695192
  • タンパク質及び／又はペプチド修飾用分子
    特許権, 林高史; 小野田晃; 井上望, 大阪大学
    PCT/JP2019/008142, 2019年03月01日
  • タンパク質及び／又はペプチド修飾用分子
    特許権, 林高史; 小野田晃; 井上望, 大阪大学
    特願2019-035340, 2019年02月28日
  • タンパク質及び／又はペプチド修飾用分子
    特許権, 林高史; 小野田晃; 井上望, 大阪大学
    特願2018-038030, 2018年03月02日
  • 複数の金属ナノ粒子とヘムタンパク質2量体由来のアポタンパク質との複合体
    特許権, 林 高史; 小野田 晃; 植屋 佑一, 国立大学法人大阪大学
    特願2012-504272, 2010年09月10日
    特許第5649081号
    201503053223829014
  • 金属ナノ複合粒子と当該粒子の集合体
    特許権, 林 高史; 小野田 晃; 原田 裕史; 嶋崎 由治, 国立大学法人大阪大学, 株式会社日本触媒
    特願2012-196667, 2012年09月06日
    特開2014-051705, 2014年03月20日
    201403085517783464
  • 固体複合材料
    特許権, 林 高史; 小野田 晃; 原田 裕史; 嶋崎 由治, 国立大学法人大阪大学, 株式会社日本触媒
    特願2012-196668, 2012年09月06日
    特開2014-050791, 2014年03月20日
    201403096042295178
  • タンパク質ポリマーが架橋された構造体
    特許権, 林 高史; 大洞 光司; 小野田 晃, 国立大学法人大阪大学
    特願2011-530875, 2010年09月09日
    特許第5413786号
    201403035061711728
  • 複数の金属ナノ粒子とヘムタンパク質2量体由来のアポタンパク質との複合体
    特許権, 林 高史; 小野田 晃; 植屋 佑一, 国立大学法人大阪大学
    JP2010065625, 2010年09月10日
    WO2011-111253, 2011年09月15日
    201303020616678050
  • タンパク質ポリマーが架橋された構造体
    特許権, 林 高史; 大洞 光司; 小野田 晃, 国立大学法人大阪大学
    JP2010065536, 2010年09月09日
    WO2011-030829, 2011年03月17日
    201303034585487937