旭硝子財団助成研究成果報告2020

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30根岸　雄一メタン有効活用精密貴金属担持触媒の創製 21Yuichi NEGISHI脇本　敏幸海綿動物由来生理活性物質の生合成機構解析 22Toshiyuki WAKIMOTO（2018採択）Creation of Metal Cluster Supported Catalyst for the Effective Use of Methane(Project 2018)（2018採択）Biosynthetic studies on sponge-derived bioactive natural products(Project 2018)旭硝子財団　助成研究成果報告（2020）天然ガスの主成分であるメタンは，火力発電所の燃料や都市ガスといったエネルギー源としての利用に加えて，化学品原料として石油の代替品となりうる．さらに，日本近海には，メタンハイドレートが豊富に埋蔵されており，その有効利用が望まれている．そこで，メタンをより取り扱いの容易なメタノールへと，温和な条件下で直接変換することが可能な光触媒反応が注目を集めている．私たちはこれまでに，水分解光触媒に対して，微小な金属クラスター（〜1 nm）を反応サイト（助触媒）として用いることが，光触媒反応を進行させる上で有効な手段であることを明らかにしてきた．こうした技術・知見を活かして，本研究では，メソポーラス酸化タングステン（m-WO3）に対して，様々な金属種の微小クラスターを担持させることで，メタンをメタノールへと高効率で変換することを目指した．Methane hydrate exists abundantly in the sea near Japan. The conversion reaction from methane to methanol has attracted much attention for use as the substitute for petroleum. Recently, the synthesis method of meth-ane conversion at moderate condition using photocatalysts has been studied actively. In our previous study, we have succeeded in the improvement of water splitting photocatalytic activity using by precise metal clus-ters as cocatalysts. These technical methodology are expected to be used for a photocatalytic conversion reac-tion of methane into methanol. In this presentation, we report that methane conversion reaction proceeds by photocatalytic reaction using with ultrafine metal-cluster cocatalyst. We have succeeded in loading met-al-cluster cocatalyts onto mesoporous WO3 (m-WO3) which is expected as a photocatalysts to progress this reaction. Photocatalytic activity test revealed that the loading of cobalt or nickel-cluster onto m-WO3 is an effective method to promote methane conversion reaction. This result suggests that these metal clusters pro-mote consumption of holes as cocatalysts under light irradiation.海綿動物は多種多様な共生微生物を宿す付着性の多細胞動物である．世界中の海に生息し，1万種が現存するといわれる海綿動物からは，これまで2万以上の生理活性物質が単離，報告されてきた．ランダムスクリーニングによって見出された数多くの細胞毒性物質の中には，pM程度の濃度で強力な細胞毒性を示す化合物も少なくない．しかしながら，それらの多くが稀少かつ複雑な構造を有するために，抗がん剤として研究開発が進んだ化合物は極めて少ない．一方で，それら海綿由来細胞毒性物質のほとんどは共生微生物によって生産されることが示唆されている．本研究では医薬品資源として有望な海綿由来稀少生理活性物質の生合成遺伝子を探索し，生産菌や生合成経路を解明し，可培養化や異種生産を目指した基礎的知見を得る．Marine sponges are sessile animals harboring a vast array of symbiont microorganisms. They inhabit global oceans and the number of species are estimated to be 10,000. More than 20,000 bioactive natural products have been isolated thus far from the marine sponges. The search based on the randam screening has led to the isolation of many cytotoxic compounds and some of them exhibit significantly potent cytotoxicity with pM range of concentration. However, due to the scarcity and highly complex structure, most of them had not been