2008（平成20）年度萌芽ミッションプロジェクト 7

研究課題

ポスト石油リファイナリーのためのメタル化ペプチド触媒によるリグニンの精密酸化分解反応開発

研究組織

代表

高谷光 （化学研究所）

共同研究者

• 渡辺隆司 （生存圏研究所）
• 中村正治 （化学研究所）

研究概要

本研究ではバイオリファイナリーによる芳香族系化合物の生産を目的として、リグニン中の脂肪族鎖を選択的に切断し、低分子量の芳香族有機分子を与える新しいタイプの触媒の開発を行う。

申請者らは金属が化学結合した人工アミノ酸およびを合成し、これらの連結と自己組織化によって種々の有用金属元素を望みの組成・配列でペプチド上に組み込む手法を確立している（図 1）。本法を用いることで、ペプチド上に触媒金属元素の組成・配列・空間配置を制御して自在に集積化することができれば、新規な超分子触媒の創製が可能となるはずである。ペプチド鎖は酸化に強い耐性を示すため、活性酸素や種々の過酸化物を用いる厳しい条件下においても分解・失活の無い安定な酸化触媒システムを実現できる。また、溶液中における自己組織化を利用したタンパク類似の高次構造の形成が可能であり、これによってリグニン中の特定の官能基群との選択的相互作用を誘起すれば、リグニンの位置・立体・化学選択的な酸化反応が可能な反応場のデザインが可能となり、図 2 に示すようなリグニンの精密酸化分解によるアロマティックリファリナリーが達成できるものと期待している。

図 1. メタル化ペプチドを用いる有用金属の元素の集積制御

図 2. メタル化ペプチド触媒を用いるリグニンの精密酸化分解