パルスラジオリシス法による酸素添加酵素による反応中間体構造の解明

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03241218
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 小林 一雄 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (30116032)
• Keywords: シトクロ-ムPー450_<cam> / ス-パ-オキサイドアニオン / 酸素添加酵素 / パレスラジオリシス / ストップトフロ-法

Research Abstract

酸素添加酵素であるシトクロ-ムPー450_<cam>がおこなう一連の反応において,最も重要でかつ不明な点は酸素化型Pー450_<cam>の一電子還元後生成する中間体の構造と,その中間体がどのようにして基質を水酸化するかである.本研究ではこの反応中間体をとらえる手段として,Pー450_<cam>および西洋ワサビペルオキシダ-ゼ(HRP)の還元型とス-パ-オキサイドアニオン(O_2)との反応について検討した.まず還元型Pー450_<cam>とO_2^-との反応により生成する中間体が基質であるDーカンファ-を水酸化するどうかについて検討した.その結果カンファ-の水酸化が見られ,この反応はカタラ-ゼには影響されず,ス-パ-オキサイドディスムタ-ゼ(SOD)によって阻害された.これらの結果より,還元型Pー450_<cam>とO_2^-との反応によって生成する中間体が基質を水酸化していると結論できる.
本研究ではO_2^-と還元型ヘムとの反応程度はパルスラジオリシス法のかわりに9:1混合できるストップフロ-法を用い,酵素量9に対してDMSOに溶解したKO_21を混合した.還元型HRPとO_2^-の反応では,混合後直ちにFe^<4+>=Oポルフイリンπカチオンラジカルと考えられてるCompound Iが生成することが分かった.一方還元型Pー450_<cam>とO_2^-の反応では混合後5msに反応中間体が生成し,500ms後に酸化型Pー450_<cam>が生成することが分かった.この最初に生成する中間体のスペクトルは酸素化型とよく似ており、この中間体が基質を水酸化し、最終的に酸化型に戻っていることが確められた。

Research Products

• [Publications] Kazuo Kobayashi: "The Active Oxygen Species of Cytochrome Pー450_<cam>" the Jonrnal of the American Chemical Society.
• [Publications] Kazuo Kobayashi: "Reaction of O_2^- with the Ferrous Hemoproteins" Biochemistry.