コバルトプロトポルフィリンIXとGクアドラプレックスDNAからなる人工DNAザイムによる水素発生

要約

コバルトプロトポルフィリンIX（CoPP）とGクアドラプレックスDNAを組み合わせた人工DNAザイムを構築し、CoPPとGカルテット平面間にH2Oリガンドを有する独自の構造を実現した。嫌気条件下・pH 6.05・10°Cにて12時間の光誘起H2産生を評価したところ、ターンオーバー数（TON）は1229±51に達し、遊離CoPPと比較して4.7倍の活性向上が確認された。TONのpKa値は7.60±0.05であり、Co(III)-H2OとCo(I)状態の酸塩基平衡に起因すると考えられる。本系は太陽エネルギーから水を分解してH2を得る変換技術への応用が期待される。

メカニズム

CoPPとGクアドラプレックスDNAの複合体形成により、Co(III)-H2OとCo(I)間の酸塩基平衡（pKa 7.60）を介して光誘起H2産生触媒活性が4.7倍に増強される。