Enzyme Activation Mechanism Probed by Photoinduced Radical Generation in Proteins Related to Nucleotides

• Project/Area Number: 19614005
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: 光生命科学
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: KOBORI Ysauhiro Shizuoka University, 理学部, 准教授 (00282038)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): MURAI Hisao 静岡大学, 理学部, 教授 (50142261)
• Project Period (FY): 2007 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2008: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2007: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: スピン化学 / 結核菌 / カタラーゼ-ペロキシダーゼ / 時間分解電子スピン共鳴 / ラジカル / メチオニン / ヘムポケット / 薬物認識 / 立体構造 / カタラーゼーペロキシダーゼ

Research Abstract

結核菌のカタラーゼ-ペロキシダーゼ(KatG)酵素における酵素反応初期過程を時間分解電子スピン共鳴法で室温において観測した。KatG-アントラキノンスルフォン酸イオン(薬物)の複合体において、レーザー光照射による光誘起電子移動反応を観測し、メチオニンカチオンラジカルと電子受容した薬物のアニオンラジカルで構成されるスピン相関ラジカル対をナノ秒領域で観測することに成功した。この薬物はKatGヘムポケット内部に存在し、近傍のヘム、トリプトファン、チロシン残基を介して高速の電荷分離過程が起こっていることが明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] Time-Resolved EPR Characterization of a Folded Conformation of Photoinduced Charge-Separated State in Porphyrin-Fullerene Dyad Bridged by Diphenyldisilane (2009)
  • Author(s): Y. Kobori, Y. Shibano, T. Endo, H. Tsuji, H. Murai, K. Tamao, J
  • Journal Title: Am. Chem. Soc 131 Pages: 1624-1625
• [Journal Article] Magnetophotoselection in the Spin-Polarized Triplet State Radical-Ion Pair Formed in the Photo-Induced Solvent-Mediated Electron Transfer Reaction from N, N-Diethylaniline to Xanthone in Viscous Solution (2009)
  • Author(s): A. Ishigaki, Y. Kobori, H. Murai
  • Journal Title: J. Phys. Chem. A 113 Pages: 633-638
• [Journal Article] Encapsulated-guest rotation in a self-assembled heterocapsule directed toward a supramolecular gyroscope (2009)
  • Author(s): H. Kitagawa, Y. Kobori, M. Yamanaka, K. Yoza, K. Kobayashi
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106 Pages: 10444-10448
• [Journal Article] Time-Resolved EPR Characterization of a Folded Conformation of Photoinduced Charge-Separated State in Porphyrin-Fullerene Dyad Bridged by Diphenyldisilane (2009)
  • Author(s): Yasuhiro Kobori, Yuki Shibano, Tsubasa Endo, Hayato Tsuji, Hisao Murai, Kohei Tamao
  • Journal Title: J.Am.Chem.Soc. 131 Pages: 1624-1625
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Magnetophotoselection in the Spin-Polarized Triplet State Radical-Ion Pair Formed in the Photo-Induced Solvent-Mediated Electron Transfer Reaction from N,N-Diethylaniline to Xanthone in Viscous Solution (2009)
  • Author(s): Asako Ishigaki, Yasuhiro Kobori, Hisao Murai
  • Journal Title: JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A 113 Pages: 633-638
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Encapsulated-guest rotation in a self-assembled heterocapsule directed toward a supramolecular gyroscope (2009)
  • Author(s): H.Kitagawa, Y.Kobori, M.Yamanaka, K.Yoza, K.Kobayashi
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 106 Pages: 10444-10448
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 光合成光学系II反応中心の光電荷再結合で生成する励起三重項状態 (2009)
  • Author(s): 片桐秀輔近藤徹三野広幸小堀康博
  • Organizer: 第89日本化学会春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学理工学部船橋キャンパス
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] 光合成光化学系II反応中心の光電荷再結合で生成する励起三重項状態 (2009)
  • Author(s): 片桐秀輔
  • Organizer: 第89日本化学会春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学理工学部船橋キャンパス
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] タンパク質-リガンド間の光誘起電子移動で生成したスピン相関ラジカル対の立体配置 (2008)
  • Author(s): 小堀康博・婦木正明・村井久雄
  • Organizer: 第47回電子スピンサイエンス学会年会
  • Place of Presentation: 九州大学医学部百年講堂
  • Year and Date: 2008-10-02
• [Presentation] 光合成光学系II反応中心の光電荷再結合で生成する励起三重項状態 (2008)
  • Author(s): 片桐秀輔近藤徹三野広幸小堀康博
  • Organizer: 第47回電子スピンサイエンス学会年会
  • Place of Presentation: 九州大学医学部百年講堂
  • Year and Date: 2008-10-02
• [Presentation] 時間分解ESR法によるキノン類と酵素KatGの光誘起電子移動の観測 (2008)
  • Author(s): 朽方将登, 村井久雄, 吉松勝彦, 藤原健智, 小堀康博
  • Organizer: 2008年光化学討論会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学学中百舌鳥キャンパス
  • Year and Date: 2008-09-11
• [Presentation] オリゴシランで連結したフラーレン-ポルフィリン系の光電荷分離状態の立体構造 (2008)
  • Author(s): 遠藤翼・柴野佑紀・辻勇人・村井久雄・玉尾皓平・小堀康博
  • Organizer: 2008年光化学討論会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学学中百舌鳥キャンパス
  • Year and Date: 2008-09-11
• [Presentation] 時間分解ESRによるキノン類と酵素Kateの光化学反応の観測 (2008)
  • Author(s): 朽方 将登
  • Organizer: 日本化学会第88春季年会(2008)
  • Place of Presentation: 立教大学 池袋キャンパス
  • Year and Date: 2008-03-30
• [Presentation] 水素結合に基づく自己集合ヘテロカプセル内でのゲスト配向と回転挙動 (2008)
  • Author(s): 北川 仁美
  • Organizer: 日本化学会第88春季年会(2008)
  • Place of Presentation: 立教大学 池袋キャンパス
  • Year and Date: 2008-03-28
• [Presentation] ヒト血清アルブミンに結合したアントラセンカルボキシレートの光化学反応 (2008)
  • Author(s): 足利 慎太郎
  • Organizer: 日本化学会第88春季年会(2008)
  • Place of Presentation: 立教大学 池袋キャンパス
  • Year and Date: 2008-03-27
• [Presentation] 時間分解ESR法によるタンパク質ラジカルの構造と運動の観測 (2007)
  • Author(s): 小堀 康博
  • Organizer: 分子科学研究所研究会
  • Place of Presentation: 自然科学研究機構 岡崎コンファレンスセンター
  • Year and Date: 2007-12-18
• [Presentation] レ-ザ-光を用いたKatGにおける反応初期過程の研究 (2007)
  • Author(s): 朽方 将登
  • Organizer: 分子科学研究所研究会
  • Place of Presentation: 自然科学研究機構岡崎コンファレンスセンター
  • Year and Date: 2007-12-17
• [Presentation] ウシ血清アルブミンとキノン類における光誘起電子移動 (2007)
  • Author(s): 加藤 弥生
  • Organizer: 分子科学研究所研究会
  • Place of Presentation: 自然科学研究機構 岡崎コンファレンスセンター
  • Year and Date: 2007-12-17
• [Presentation] Photoinduced Electron Transfer of 9,10・Anthraquinone-2, 6-dissulfonate Boand in Bovine Serum Albumins (2007)
  • Author(s): 加藤 弥生
  • Organizer: A Joint Conference of the International Symposium on Electron Spin Science and the 46th Annual Meeting of the Society of Electron Spin Science and Technology
  • Place of Presentation: Granship, Shizuoka, Japan
  • Year and Date: 2007-11-08
• [Presentation] ヒト血清アルブミンの光ラジカル化による立体構造変化 (2007)
  • Author(s): 小堀 康博
  • Organizer: 2007年光化学討論会
  • Place of Presentation: 信州大学松本キャンパス
  • Year and Date: 2007-09-26
• [Presentation] 生体分子における長距離電子移動機構:時間分解ESRによる解析 (2007)
  • Author(s): 小堀 康博
  • Organizer: 名古屋大学大学院理学研究科物理学教室講演会
  • Place of Presentation: 名古屋大学大学院理学研究科
  • Year and Date: 2007-07-13
• [Presentation] Motion and Structure of Amino Acid Radicals Produced by Photoinduced Electron Transfer in Serum Albumins (2007)
  • Author(s): 小堀 康博
  • Organizer: 10th International symposium on spin and magnetic field effects in chemistry and related phenomena
  • Place of Presentation: S.ServoloVenice-Italy
  • Year and Date: 2007-06-21