1994 Fiscal Year Annual Research Report
モリブデン酵素の構造・活性相関とその地球物質循環系における役割
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06453171
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山崎 素直 東京大学, 農学部, 教授 (00011982)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉村 悦郎 東京大学, 農学部, 助教授 (10130303)
大久保 明 東京大学, 農学部, 助教授 (20111479)
佐藤 敏生 広島大学, 理学部, 教授 (90087130)
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| Keywords | 脱窒光合成細菌 / モリブデン酵素 / 金属酵素 / DMSO呼吸 / 呼吸酵素系 / DMSO reductase / Rhodobacter sphaeroides / 電子伝達系 |
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| Research Abstract |
脱窒光合成細菌Rhodobacter sphaeroides f.s.denitrificansの生産するモリブデン酵素、DMSO reductase(DMSO-R)の遺伝子解析から本酵素の全アミノ酸配列解析に成功した。その結果本酵素は42残基のプロ配列を含む822残基からなるモノマー酵素で、1分子内に1原子のモリブデンと新規プリテンからなるモリブデンコファクターを含んでいた。本酵素の一次配列の相同性を検索したところ、E.coli由来のbiotin sulfoxide reductase,TMAO reductase,DMSO reductaseとそれぞれ48%、42%および35%と高い相同性を示した。この相同性の高さから共通に考えられる基質を検証したところ、本酵素はDMSOのみならず、biotin sulfoxide,methionine sulfoxideの他、合成したmethyl phenylsulfoxide以下、幅広い基質特異性をもつことが分かった。その他TMAOをはじめとするN-oxideに対しても活性を持つこと、また一連の基質の構造比較からsulfoxideの一方にbulkyな基が付くことにより反応速度が変化し、構造と活性に相関が認められた。さらに、sulfoxideに対する立体選択性を検討したところ、本酵素はS-sulfoxideを選択的に還元することが示された。現在この立体選択的酵素還元法の天然物有機合成化学への応用を検索中である。
DMSO-Rは光合成細菌のペリプラズム空間中に分泌されるが、酵素反応に関わる電子供与体についての知見を得るために、DMSO還元活性をキャピラリー電気泳動法(MEKC法)によりアッセイしながら分画を行い、電気泳動的に単一のタンパクを精製することができた。このタンパクは分子量(サブユニット当たり)52,000で非ヘム鉄を含み、DMSO-Rと会合することによって電子伝達活性を持つことが確認された。一方、遺伝子解析の方からは2種類の関連するタンパクの存在が示されたことから、単離されたタンパクとの異同および電子伝達システムの構成を検討中である。
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[Publications] M.Abo,et al.: "Enantioselective Reduction of MPSO by DMSO-R from Rhodobacter sphae roides f.s.denitrificans" Biosci.Biotech.Biochem.58. 596-597 (1994)
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[Publications] M.Tachibana,et al.: "Application of MEKC as a Novel Assay Method for DMSO-reductase" Biosci.Biotech.Biochem.59(印刷中). (1995)
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[Publications] M.Abo,et al.: "Enantioselective Deoxygenation of Alkyl Aryl Sulfoxide by DMSO-R from Rhodobacter" Bioorg.Med.Chem.(印刷中). (1995)
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[Publications] S.Yamazaki,et al: "Structure and Function of DMSO-R,a Mo-enzyme from a Photosynthetic bacterium" J.Environ.Geochem.& Health. (印刷中). (1995)
