医学部医学科
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兵庫医科大学医学会

化学

講座(部署)紹介

研究面では、有機化学を中心として、反応機構の解明、新規生物活性物質の合成、触媒反応の開発などを行っている。
教育面では、1年生を対象として「基礎物理化学」「基礎生命化学」「自然科学実習」「医学概論入門」を担当し、基礎化学、有機化学、物理化学に関する講義を行っている。学生が化学の基本的な考え方を習得し、多様な生命現象の過程を分子、原子、イオンなどの相互作用として捉えることができるようになることを目標としている。

研究の現状

概要

主な研究テーマは、計算化学による化学反応や酵素反応の反応機構の解明、金属触媒を用いる新規有機反応の開発である。

主題

  1. リボソームにおけるペプチド結合形成の反応機構:
    リボソームは遺伝情報に基づいてアミノ酸からペプチドが合成される場であり、RNAとペプチドからなる巨大な複合体である。リボソームの反応活性中心の構造は、既にX線構造解析によって明らかにされているが、ペプチド合成の反応機構については未だ不明確な点が多い。我々は、この反応の機構を明らかにするため、密度汎関数法と分子力学法を組み合わせたONIOM法を用いて、反応中間体や遷移状態の精密な構造やエネルギーを計算している。
  2. 有機触媒を用いた化学反応の反応機構:
    いくつかの有機化学反応について、反応機構を明らかにするために密度汎関数法を用いて遷移状態の精密な立体構造とエネルギーを計算している。(信州大学との共同研究)
  3. グアニン4量体の形成:
    グアニン誘導体は、環状の4量体 (G-カルテット) を形成することが知られており、我々も過去に質量分析によってこの現象について報告している。現在、グアニン4量体を基にした超分子の形成を目指して、種々の置換基を有するグアニン誘導体を合成している。
  4. D-アミノ酸酸化酵素によるD-アミノ酸の酸化機構:
    生体内に微量に存在するD-アミノ酸は、D-アミノ酸酸化酵素によって酸化分解されている。この反応では、イミノ酸と還元型のフラビン補酵素による電荷移動錯体 (CT錯体) が反応中間体として生成する。現在、密度汎関数法と分子力学法を組み合わせたONIOM法による量子化学計算を行い、CT錯体を含むD-アミノ酸酸化酵素全体の安定構造を求め、CT錯体の安定性に関する酵素の役割について検討している。
  5. 有機金属触媒を用いる新規化学反応の開発:
    不均一系触媒は、均一系触媒と比較して触媒の安定性や最終生成物への金属の残留等の問題が少なく、再利用可能という利点を有しており、環境負荷低減型の触媒として注目されている。現在、フィルム状のパラジウム触媒膜を利用した鈴木-宮浦反応や、球状に形成した活性炭にパラジウムを担持した触媒を利用した官能基選択的接触還元反応といった新しい反応の開発に取り組んでいる。(岐阜薬科大学との共同研究)

自己評価・点検及び将来の展望

研究面では、主題1、2、5に関して2017年以降に合計7件の学会発表を行った。
主題2では、2017年にアミンウレアを触媒としたニトリルオキシドの不斉1,3-双極性付加に関する成果がAngewandte Chemie International Edition誌に掲載され、本年度も新たな成果がHeterocycles誌に掲載される(prepress掲載済)。現在、ホスホニウム塩を用いた二酸化炭素固定化反応や、カルボニルイリドとアルコールの付加反応についても、量子化学計算による反応機構の解析を行っている。
主題5では、Pd/SCを触媒とした官能基選択的水素化に関する反応が、著書New Horizons of Process Chemistry-Scalable Reactions and Technologiesに掲載された。
教育および社会貢献の面では、西宮市共通単位講座で医学を支えるサイエンスを開講し、2017年8月にグランフロント大阪のThe Lab.において、本学および兵庫医療大の学生とともに小学生向け理科実験イベントを行うなど、幅広く活動した。
今後も、研究面では学会発表や論文投稿を通して情報発信を行うとともに、教育・社会貢献として、西宮市共通単位講座や理科実験を通して本学の魅力を多くの市民に伝えていきたいと考えている。

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福島 和明 主任教授
責任者| 福島 和明(主任教授)
講師| 江嵜 啓祥
TEL| 0798-45-6436

兵庫医科大学 〒663-8501 兵庫県西宮市武庫川町1番1号 TEL:0798-45-6111 (代)

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