• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Electron transfer sytem to heme oxygenase from cytochrome P450

Research Project

Project/Area Number 24590366
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field General medical chemistry
Research InstitutionTeikyo University (2014)
Kurume University (2012-2013)

Principal Investigator

NOGUCHI Masato  帝京大学, 帝京大学福岡医療技術学部, 教授 (10124611)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) SATO Hideaki  久留米大学, 医学部, 准教授 (60271996)
SUGISHIMA Masakazu  久留米大学, 医学部, 准教授 (30379292)
HIGASHIMOTO Yuichiro  久留米大学, 医学部, 准教授 (40352124)
HARADA Jiro  久留米大学, 医学部, 講師 (10373039)
原田 二朗  久留米大学, 医学部, 講師 (10373094)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords生理的ヘム分解 / ヘムオキシゲナーゼ / シトクロムP450還元酵素 / 蛋白質間の電子伝達 / 酸素分子の活性化 / ビリルビン / ビリベルジン / シトクロムp450還元酵素 / ヘムオキシゲナ-ゼ / タンパク質間の電子伝達 / 一酸化炭素
Outline of Final Research Achievements

NADPH-cytochrome P450 oxidoreductase (CPR) supplies electrons to various heme proteins including heme oxygenase (HO), which is a key enzyme for heme degradation. Electrons from NADPH flow first to FAD then to FMN, and finally to heme in the redox partner. For electron transfer from CPR to its redox partner, the ‘‘closed-open transition’’ of CPR is indispensable. Here, we demonstrate that a hinge-shortened CPR variant, which favors an open conformation, makes a stable complex with heme-HO-1 and can support the HO reaction, though its efficiency is extremely limited. Furthermore, we determined the crystal structure of the CPR variant in complex with heme-HO-1 at 4.3A; resolution. This is the first time the crystal structure of a complex of CPR and its redox partner has been characterized. The distance between heme and FMN in this complex (6A) implies the direct electron transfer from FMN to heme.

Report

(4 results)
  • 2014 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2013 Research-status Report
  • 2012 Research-status Report
  • Research Products

    (51 results)

All 2015 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 3 results) Presentation (39 results) (of which Invited: 1 results) Book (3 results)

  • [Journal Article] Backbone assignments of the apo and Zn(II) protoporphyrin IX-bound states of the soluble form of rat heme oxygenase-12015

    • Author(s)
      Erisa Harada, Masakazu Sugishima, Jiro Harada, Masato Noguchi, Keiichi Fukuyama, Kenji Sugase
    • Journal Title

      Biomolecular NMR assignments

      Volume: 9(1) Issue: 1 Pages: 197-200

    • DOI

      10.1007/s12104-014-9573-z

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Distal regulation of heme binding of heme oxygenase-1 mediated by conformational fluctuations2015

    • Author(s)
      Erisa Harada, Masakazu Sugishima, Jiro Harada, Keiichi Fukuyama, Kenji Sugase
    • Journal Title

      Biochemistry

      Volume: 54(2) Issue: 2 Pages: 340-348

    • DOI

      10.1021/bi5009694

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Structural basis for the electron transfer from an open form of NADPH-cytochrome P450 oxidoreductase to heme oxygenase2014

    • Author(s)
      M. Sugishima, H. Sato, Y. Higashimoto, J. Harada, K. Wada, K. Fukuyama, M. Noguchi
    • Journal Title

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      Volume: 111(7) Issue: 7 Pages: 2524-2529

    • DOI

      10.1073/pnas.1322034111

    • Related Report
      2014 Annual Research Report 2013 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of a heme sensor using fluorescently labeled heme oxygenase-1.2013

    • Author(s)
      Shinya Koga, Shun Yoshihara, Hiroki Bando, Kazuki Yamasaki, Yuichiro Higashimoto, Masato Noguchi, Shinji Sueda, Hideaki Komatsu, Hiroshi Sakamoto
    • Journal Title

      Anal. Biochem.

      Volume: 433 Pages: 2-9

    • Related Report
      2013 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Specific gene bciD for C7-methyl oxidation in bacteriochlorophyll e biosynthesis of brown-colored green sulfur bacteria2013

    • Author(s)
      J. Harada, T. Mizoguchi, S. Satoh, Y. Tsukatani, M. Yokono, M. Noguchi, A. Tanaka, H. Tamiaki
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 8 Issue: 4 Pages: 60026-60026

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0060026

    • Related Report
      2013 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Role of proline in heme regulatory motifs of heme oxygenase-22012

    • Author(s)
      R. Tsurusawa, S. Koga, Y. Higashimoto, M. Noguchi, and H. Sakamoto
    • Journal Title

      Peptide Science

      Volume: 48 Pages: 159-160

    • NAID

      10030204190

    • Related Report
      2012 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification of essential amino acid residues involved in the interaction of heme oxygenase-1 with caveolin-12012

    • Author(s)
      J. Taira, M. Sugishima, Y. Kida, E. Oda, M. Noguchi, and Y. Higashimoto
    • Journal Title

      Peptide Science

      Volume: 48 Pages: 35-38

    • NAID

      10030203965

    • Related Report
      2012 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Discrimination between CO and O2 in heme oxygenase: Comparison of static structures and dynamic conformation changes following CO photolysis2012

    • Author(s)
      M. Sugishima, K. Moffat, M. Noguchi
    • Journal Title

      Biochemistry

      Volume: 51 Pages: 8554-8562

    • Related Report
      2012 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A seventh bacterial chlorophyll driving a large light-harvesting antenna2012

    • Author(s)
      J. Harada
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 2 Issue: 1 Pages: 671-671

    • DOI

      10.1038/srep00671

    • Related Report
      2012 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ヒト由来ペプチドC末端アミド化酵素の結晶構造解析を目指して2015

    • Author(s)
      下川千寿,城田(原田)沙織,杉島正一,佐藤秀明,東元祐一郎, L. Mario Amzel,野口正人
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      船橋
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規ポルホビリノーゲン誘導体のヒドロキシメチルビランシンターゼに対する阻害剤としての効果2015

    • Author(s)
      佐藤秀明,塚口 舞,杉島正一,増子隆博,小俣義明,和田 啓,久枝良雄,野口正人,山本 健
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      船橋
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] X線結晶構造解析によるヘム代謝酵素複合体の立体構造解明2014

    • Author(s)
      杉島正一,佐藤秀明,東元祐一郎,原田二朗,平 順一,坂本 寛,安永卓生,和田 啓,福山恵一,山本 健,野口正人
    • Organizer
      立体視プロジェクションシステムを使った分子科学研究講演会
    • Place of Presentation
      飯塚
    • Year and Date
      2014-12-05 – 2014-12-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ;NADPH-シトクロムP450還元酵素とヘム-ヘムオキシゲナーゼ複合体との相互作用および電子伝達機構(2014

    • Author(s)
      杉島正一,小松将大,坂本 寛,安永卓夫,佐藤秀明,東元祐一郎,原田二朗,和田 啓,福山恵一,山本 健,野口正人
    • Organizer
      第87回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2014-10-15 – 2014-10-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Complex structure of NADPH-cytochrome P450 reductase and heme oxygenase-12014

    • Author(s)
      Masakazu Sugishima, Hideaki Sato, Yuichiro Higashimoto, Jiro Harada, Kei Wada, Keiichi Fukuyama, and Masato Noguchi; Complex structure
    • Organizer
      23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography
    • Place of Presentation
      Montreal
    • Year and Date
      2014-08-05 – 2014-08-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] NADPH-シトクロムP450還元酵素からヘムオキシゲナーゼへの電子移動に関する構造基盤2014

    • Author(s)
      杉島正一,佐藤秀明,東元祐一郎,原田二朗,和田 啓,福山恵一,野口正人
    • Organizer
      第14回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-06-15 – 2014-06-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] NADPH-シトクロムP450還元酵素とヘムオキシゲナーゼの複合体構造(第41回生体分子科学討論会2014

    • Author(s)
      杉島正一,佐藤秀明,東元祐一郎,原田二朗,坂本 寛,安永卓夫,和田 啓,福山恵一,野口正人
    • Organizer
      41回生体分子科学討論会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2014-06-06 – 2014-06-07
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] NADPH-シトクロムP450還元酵素かヘム-ヘムオキシゲナーゼ複合体への電子伝達に関する構造基盤2014

    • Author(s)
      杉島正一,佐藤秀明,東元祐一郎,原田二朗,和田 啓,福山恵一,野口正人
    • Organizer
      平成26年度日本生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2014-05-17 – 2014-05-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ヘムオキシゲナーゼの基質ポケットから離れた分子表面のLeu77は、ビリベルジンとの親和性に関与する2014

    • Author(s)
      原田二朗,佐藤秀明,杉島正一,原田英里砂,東元祐一郎,菅瀬謙治,野口正人
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋市, 名古屋大学
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 色素合成酵素遺伝子bciDはバクテリオクロロフィルeのC7位のホルミル化に関与する2013

    • Author(s)
      原田二朗,溝口 正,佐藤壮一郎,塚谷祐介,横野牧生,野口正人,田中 歩,民秋 均
    • Organizer
      第4回光合成研究会年会
    • Place of Presentation
      名古屋市, 名古屋大学
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] COおよびO2結合型ヘム-ヘムオキシゲナーゼ複合体の光解離後の構造変化2013

    • Author(s)
      杉島正一,Keith Moffat,野口正人
    • Organizer
      第40回生体分子科学討論会
    • Place of Presentation
      吹田市, 大阪大学
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 同一生体から精製したバクテリオクロロフィルc、eおよびfをそれぞれもつクロロソームの比較2013

    • Author(s)
      原田二朗,溝口 正,柴田 穣,塚谷祐介,野口正人,民秋 均
    • Organizer
      第21回光合成セミナー
    • Place of Presentation
      名古屋市, 名古屋工業大学
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] Bacteriochlorophyll e biosynthetic pathway of the brown-colored green sulfur bacterium Chlorobaculum limnaeum2013

    • Author(s)
      J. Harada, T. Mizoguchi, S. Satoh, Y. Tsukatani, M. Yokono, M. Noguchi, A. Tanaka, and H. Tamiaki
    • Organizer
      The 16th International congress on photosynthesis research
    • Place of Presentation
      St. Louis, Hyatt Regency at The Arch, U.S.A.
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] Chlorosomes containing bacteriochlorophyll c, e, or f in the brown-colored green sulfur bacterium Chlorobaculum limnaeum2013

    • Author(s)
      J. Harada, T. Mizoguchi, Y. Tsukatani, M. Noguchi, and H. Tamiaki
    • Organizer
      Light-Harvesting Satellite Meeting 2013
    • Place of Presentation
      St. Louis, Washington Univ., U.S.A.
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] Hinge 欠損型 NADPH-シトクロムP450還元酵素とヘムオキシゲナーゼ間の相互作用2013

    • Author(s)
      杉島正一,東元祐一郎,佐藤秀明,原田二朗,下川千寿,城田沙織,野口正人
    • Organizer
      第86回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      横浜市, パシフィコ横浜
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] Ala置換変異によってヘムオキシゲナーゼ活性が上昇するLeu77の機能解析2013

    • Author(s)
      原田二朗,佐藤秀明,原田英里砂,東元祐一郎,杉島正一,菅瀬謙治,野口正人
    • Organizer
      第86回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      横浜市, パシフィコ横浜
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] NADPH-シトクロムP450還元酵素-ヘム-ヘムオキシゲナーゼ複合体の結晶構造解析に向けて2013

    • Author(s)
      杉島正一,東元祐一郎,佐藤秀明,原田二朗,野口正人
    • Organizer
      平成25年度日本結晶学会年会
    • Place of Presentation
      熊本市, 熊本大学
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] Surface Plasmon Resonance Analysis of Interaction of Heme Oxygenase-2 and NADPH-Cytochrome P450 Reductase2013

    • Author(s)
      和田翔太、福島祐也、東元祐一郎、野口正人、末田慎二、小松英幸、坂本 寛
    • Organizer
      第50回ペプチド討論会
    • Place of Presentation
      吹田市, ホテル阪急エキスポパーク
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] NMR解析で見出されたヘムオキシゲナーゼ表面に局在するF79の機能的役割2012

    • Author(s)
      原田二朗,原田英里砂,東元裕一郎,杉島正一,佐藤秀明,平 順一,福山恵一,菅瀬謙治,野口正人
    • Organizer
      平成24年度生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 表面プラズモン共鳴法を用いたヘムオキシゲナーゼ-2 変異体とシトクロムP450 還元酵素との相互作用解析2012

    • Author(s)
      和田翔太、福島祐也、東元祐一郎、野口正人、末田慎二、小松英幸、坂本寛
    • Organizer
      平成24年度生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] ヘムオキシゲナーゼ-1 とヘムとの結合における静電的相互作用の熱力学的解析2012

    • Author(s)
      山本真平、奥田真孝、山下耕平、東元祐一郎、野口正人、小松英幸、坂本寛
    • Organizer
      平成24年度生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 新規色素バクテリオクロロフィル fは緑色硫黄細菌の生体内でアンテナ系クロロソームを駆動する2012

    • Author(s)
      原田二朗、溝口 正、塚谷祐介、野口正人、民秋 均
    • Organizer
      第20回光合成の色素系と反応中心に関するセミナー
    • Place of Presentation
      豊中
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 緑色硫黄細菌Chlorobaculum tepidumのC8位ビニル還元酵素遺伝子変異体の色素組成から考察されるバクテリオクロロフィル生合成経路2012

    • Author(s)
      原田二朗、溝口 正、吉冨太一、野口正人、民秋 均
    • Organizer
      第20回光合成の色素系と反応中心に関するセミナー
    • Place of Presentation
      豊中
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] ヘム結合時にヘムオキシゲナー ゼの分子表面で揺らぐアミノ酸残基F79 の変異体解析から見出される知見2012

    • Author(s)
      原田二朗,原田英里砂,東元裕一郎,佐藤秀明,杉島正一,平 順一,福山恵一,菅瀬謙治,野口正人
    • Organizer
      第6回 バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      札幌
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] Protein motions and CO migration following CO photolysis in heme oxygenase2012

    • Author(s)
      M. Sugishima, K. Moffat, M. Noguchi
    • Organizer
      第50回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] ヘムオキシゲナーゼの温度依存的構造変化と酵素反応に与える影響2012

    • Author(s)
      杉島正一、Moffat Keith、野口正人
    • Organizer
      平成24年度日本結晶学会年会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] ヘムオキシゲナーゼ-2由来HRMペプチドのPro残基における機能解析2012

    • Author(s)
      鶴澤怜也、古賀真也、東元祐一郎、野口正人、坂本寛
    • Organizer
      第49回 ペプチド討論会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 揺らぎが制御するヘム分解酵素反応の遠位効果2012

    • Author(s)
      原田英理砂、杉島正一、原田二朗、野口正人、福山恵一、菅瀬謙司
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] ヘムオキシゲナーゼのヘム結合の熱力学:置換等温滴定熱測定による精密解析2012

    • Author(s)
      小松英幸、奥田真孝、山本真平、東元祐一郎、野口正人、坂本寛
    • Organizer
      第85回 日本生化学会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 表面プラズモン共鳴法によるヘムオキシゲナーゼ-2とシトクロムP450還元酵素の相互作用の検討2012

    • Author(s)
      和田翔太、東元祐一郎、野口正人、末田慎二、小松英幸、坂本寛
    • Organizer
      第85回 日本生化学会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] リガンド結合型ヘム-ヘムオキシゲナーゼの光解離後の構造変化から推察されるO2とCOの識別機構2012

    • Author(s)
      杉島正一、Moffat Keith、野口正人
    • Organizer
      第85回 日本生化学会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] ヘムオキシゲナーゼ分子表面に存在するF79の変異導入解析から見出された電子伝達機構2012

    • Author(s)
      原田二朗,原田英里砂,東元裕一郎,佐藤秀明,杉島正一,平 順一,福山恵一,菅瀬謙治,野口正人
    • Organizer
      第85回 日本生化学会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] The role of amino acids on the surface of heme oxygenase in its catalysis: An analysis of F79A mutant2012

    • Author(s)
      J. Harada, E. Harada, Y. Higashimoto, H. Sato, M. Sugishima, J. Taira, K. Fukuyama, K. Sugase, and M. Noguchi
    • Organizer
      7th International Congress on Heme Oxygenase and Rated Enzymes
    • Place of Presentation
      Edinburgh, Scotland, UK
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] Reduction of CO-bound alpha-verdoheme-heme oxygenase-1 complex by NADPH-cytochrome P450 reductase2012

    • Author(s)
      H. Sato, Y. Higashimoto, H. Sakamoto, M. Sugishima, J. Harada, and M. Noguchi
    • Organizer
      7th International Congress on Heme Oxygenase and Rated Enzymes
    • Place of Presentation
      Edinburgh, Scotland, UK
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] Characterization of the novel monogalactosyldiacylglycerol (MGDG) synthase, found in green sulfur bacteria, reveals mechanisms of chlorosome biogenesis2012

    • Author(s)
      S. Masuda, J. Harada, M. Noguchi, and H. Ohta
    • Organizer
      14th International Symposium on Phototrophic Prokaryotes
    • Place of Presentation
      Porto, Portugal
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] Role of structural fluctuation in enzyme catalysis of heme oxygenase 12012

    • Author(s)
      Harada, M. Sugishima, J. Harada, M. Noguchi, K. Fukuyama, and K. Sugase
    • Organizer
      25th International conference on Magnetic resonance in biological systems
    • Place of Presentation
      Lyon, France
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] Genetic analysis of the green sulfur bacterium Chlorobaculum limnaeum2012

    • Author(s)
      J. Harada, T. Mizoguchi, Y. Tsukatani, M. Noguchi, and H. Tamiaki
    • Organizer
      Second International Symposium on Biosynthesis of Tetrapyrroles
    • Place of Presentation
      Kusatsu, Japan
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] Protein motions and CO migration following CO photolysis in haem oxygenase2012

    • Author(s)
      M. Sugishima, K. Moffat, M. Noguchi
    • Organizer
      Asian Crystallographic Association '12
    • Place of Presentation
      Adelaide, Australia
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] ヘム定量に用いるセンサー蛋白質における蛍光色素の選定およびその導入箇所の検討

    • Author(s)
      坂東大輝、古賀真也、山崎一樹、東元祐一郎、野口正人、小松英幸、坂本寛
    • Organizer
      第49回化学関連支部合同九州大会
    • Place of Presentation
      北九州
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Book] 南山堂医学大事典(第20版)2015

    • Author(s)
      分担執筆、野口正人他
    • Total Pages
      3101
    • Publisher
      南山堂
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Book] シンプル生化学2014

    • Author(s)
      林典夫、廣野治子編、野口正人、五十嵐和彦編
    • Total Pages
      413
    • Publisher
      南江堂
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Book] シンプル生化学2014

    • Author(s)
      野口正人、五十嵐和彦ら
    • Total Pages
      413
    • Publisher
      南江堂
    • Related Report
      2013 Research-status Report

URL: 

Published: 2013-05-31   Modified: 2019-07-29  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi