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膜結合型一酸化窒素還元酵素の気体分子複合体の振動分光学的解析

Research Project

Project/Area Number 20051026
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionTottori University (2009)
The Institute of Physical and Chemical Research (2008)

Principal Investigator

永野 真吾  Tottori University, 工学研究科, 教授 (60286440)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小倉 尚志  兵庫県立大学, 生命理学研究科, 教授 (70183770)
Project Period (FY) 2008 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥6,200,000 (Direct Cost: ¥6,200,000)
Fiscal Year 2009: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2008: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Keywords呼吸酵素 / 振動分光 / 分子進化 / ヘム / 反応中間体 / 呼吸
Research Abstract

脱窒菌などは脱窒と共役して生体エネルギーを獲得する硝酸呼吸をおこなうことができる。脱窒を担う酵素群のなかで一酸化窒素を亜酸化窒素(N_2O)に還元するのが一酸化窒素還元酵素(NOR)である。NORは好気呼吸の末端酸化酵素であるシトクロムcオキシダーゼ(CcO)とアミノ酸配列の相同性が見られることなどからNORはCcOの祖先分子であるとみなされており、呼吸酵素の分子進化の観点からも興味深い。本研究ではNORの反応メカニズムの解明と呼吸機能の分子進化を明らかにするために反応中間体である気体分子複合体の振動分光学的解析を進めている。昨年度までに低温で凍結させた酵素を高圧ガスに曝露し、強制的に気体分子を試料内部に浸透させ短寿命な気体分子-蛋白質複合体を調製するクライオガスサイターを開発した。また、常圧または低圧状態で市販されている安定同位体ガスをクライオガスサイターで用いるためのガス圧縮装置を昨年度に作製した。本年度はクライオガスサイターとガス圧縮装置を接続し、^<15>NOや^<18>O_2などの安定同位体ガスとNORとの複合体を調製するシステムを構築した。本システムを使って気体分子・呼吸酵素複合体の振動分光学的解析が可能となる。今後、ガス圧力、抗凍結剤の種類(グリセロールやエチレングリコールなど)、処理温度や時間などの調製条件の検討をさらに進め、目的とする気体分子複合体の振動分光学的解析を進め、研究分担者の小倉らがこれまでに得ているシトクロム酸化酵素の酸素複合体の振動分光学的データとの比較から呼吸機能の分子進化の解明を進める。

Report

(2 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2010 2009 2008 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Theoretical and Experimental Studies of the Conversion of Chromopyrrolic Acid to an Antitumor Derivative by Cytochrome P450 StaP : The Biological Role of Water Molecules2009

    • Author(s)
      Wang(第一著者を記載)
    • Journal Title

      J.Am.Chem.Soc. 131

      Pages: 6748-6762

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electron Transfer Activation of Chromopyrrolic Acid by Cytochrome P450 EnRoute to the Formation of an Antitumor Indolocarbazole Derivative : Theory Supports Experiment2008

    • Author(s)
      Wang
    • Journal Title

      J.Am.Chem.Soc. 130

      Pages: 7170-7171

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 短寿命な気体分子・金属酵素複合体の分子科学の展開を目指して2009

    • Author(s)
      永野真吾
    • Organizer
      第47回日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      徳島 アスティ徳島
    • Year and Date
      2009-10-30
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Structure and Mechanism of Enzymes Involved in Idolocarbazole Biosynthesis2009

    • Author(s)
      永野真吾
    • Organizer
      14^<th> International Conference on Biological Inorgnic Chemistry (ICBIC14)
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2009-07-29
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 短寿命な気体分子・金属酵素複合体の分子科学の展開を目指して2009

    • Author(s)
      永野真吾
    • Organizer
      16^<th> International Conference on Cytochorme P450
    • Place of Presentation
      沖縄 万国津梁館
    • Year and Date
      2009-06-22
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 抗生物質ビオラセインの骨格を構築する鍵酵素VioEの構造とメカニズム2009

    • Author(s)
      永野真吾
    • Organizer
      第36回生体分子科学討論会
    • Place of Presentation
      北海道大学学術交流会館
    • Year and Date
      2009-06-19
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] インドロカルバゾール系天然物の骨格構造を構築する酵素の構造と機能2008

    • Author(s)
      永野真吾
    • Organizer
      第81回日本生化学会大会第31回日本分子生物学会年会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2008-12-10
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] インドロカルバゾール系生理活性物質の分子骨格を構築するシトクロム P450 StaP の構造と反応メカニズム2008

    • Author(s)
      永野真吾
    • Organizer
      第58回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2008-09-21
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] インドール含有生理活性物質生合成酵素群の結晶構造解析2008

    • Author(s)
      永野真吾
    • Organizer
      第22回内藤コンファレンス
    • Place of Presentation
      シャトレーゼガトーキングダム札幌
    • Year and Date
      2008-09-11
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Structure and mechanism of P450 StaP, a key enzyme in indolocarbazole2008

    • Author(s)
      永野真吾
    • Organizer
      9th international symposium on cytochrome P450 biodiversity and biotechnology
    • Place of Presentation
      Nice, France
    • Year and Date
      2008-06-09
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Book] NO Chemistry by Heme Enzymes2010

    • Author(s)
      Shingo Nagano
    • Publisher
      World Scientific(印刷中)
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      2009 Annual Research Report
  • [Book] P450の分子生物学 第二版 「P450の分子構造 : X線結晶構造解析を中心に」2009

    • Author(s)
      永野真吾
    • Publisher
      講談社サイエンティフィク
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      2009 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.bio.tottori-u.ac.jp/~bioeng/

    • Related Report
      2009 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2018-03-28  

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