1997 Fiscal Year Annual Research Report

新規な酸化還元系補酵素の機能解明

Research Project

Project/Area Number	08458177
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	伊東忍大阪大学, 工学部, 助教授 (30184659)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	末延知義大阪大学, 工学部, 助手 (90271030) 福住俊一大阪大学, 工学部, 教授 (40144430)
Keywords	酸化還元反応 / 補酵素モデル / 反応機構 / キノプロテイン / オルトキノン / PQQ / TTQ / モデル銅錯体
Research Abstract	酸素反応において中心的役割を果たしている補酵素や有機補欠分子族は、比較的単純な構造にもかかわらず多種多様な反応性を示すことから、その機能解明や応用が古くから盛んに研究されてきた。本研究では、複素多環オルトキノン系の構造を有する新しい補酵素PQQ(Phyrroloquinolinequinone)やTTQ(Tryptophan Tryptophylquinone)、およびチロシンから誘導されたと考えられる新規有機補欠分子TOPA(Trihydroxyphenylalanine)やTyr-Cys(Tyrosine-Cysteine)などの分子レベルにおける機能解明と応用を目的とし、生物有機・無機化学的な観点から種々検討を行った。 1.補酵素PQQの酸化還元過程の解明:申請者らがこれまでに合成してきた数十種類におよぶPQQのモデル化合物、あるいは誘導体を駆使して、各種生体関連基質の酸化・還元反応機構と構造活性相関を明らかにした。特に、本年度はアルコール脱水素酵素やグルコース脱水素酵素の機能解明を目的とし、補酵素PQQとカルシウムイオンとの相互作用や、PQQのカルシウム錯体によるアルコールや糖質類縁体の酸化反応機構を解明するとともに、得られた情報を基にして、より効率的な補酵素モデルの開発に着手した。 2.新規補欠分子TTQの化学的機能の解明:TTQの基本的な物性やアミンの酸化反応機構および構造活性相関を解明するため、種々のTTQモデルを合成し、それらの物性やアミン酸化機能について引き続き系続的に検討を行った。さらに得られた情報を基にして生体系におけるTTQの役割について考察を加えた。 3.ガラクトース酸化酵素活性中心のモデル化:ガラクトース酸化酵素の活性中心から見いだされた全く新しいタイプの有機補欠分子であるTyr-Cysと銅イオンとの相互作用を解明するため、分子内に銅の配位場を有する新しい補欠分子モデルを種々合成し、その銅錯体の合成、構造、物性および酸化還元挙動などについて引き続き詳細に検討した。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Shinobu Itoh et al.: "Modeling of the Chemistry of Quinoprotein Methanol Dehydrogenase. Oxidation of Methanol by Calcium Complex of Coenzyme PQQ via Addition-Elimination Mechanism." J.Am.Chem.Soc.119・2. 439-440 (1997)
[Publications] Shinobu Itoh et al.: "Catalysis by Calcium Ion of the Reoxidation of Reduced PQQ by Molecular Oxygen" Chem.Commun.・1. 29-30 (1997)
[Publications] Shinobu Itoh et al.: "Active Site Models for Galactose Oxidase. Electronic Effect of the Thioether Group in the Novel Organic Cofactor" Inorg.Chem.36・7. 1407-1416 (1997)
[Publications] Shinobu Itoh et al.: "Synthesis,Physicochemical Properties,and Amine-Oxidation Reaction of Indolequinone Derivatives as Model Compounds of Novel Organic Cofactor TTQ of Amine Dehydrogenases." J.Org.Chem.62・17. 5898-5907 (1997)
[Publications] Shinobu Itoh et al.: "Mechanistic Studies of Aliphatic Ligand Hydroxylation of a Copper Complex by Dioxygen : A Model Reaction for Copper Monooxygenases" J.Am.Chem.Soc.120・(印刷中). (1998)
[Publications] Shinobu Itoh et al.: "Model Studies of Calcium-containing Quinoproteins Alcohol Dehydrogenases. Catalytic Role of Ca^<2+> for the Oxidation of Alcohols by Coenzyme PQQ" Biochemistry. 37・(印刷中). (1998)

1997 Fiscal Year Annual Research Report

新規な酸化還元系補酵素の機能解明

Principal Investigator

伊東 忍 大阪大学, 工学部, 助教授 (30184659)

Research Products

[Publications] Shinobu Itoh et al.: "Modeling of the Chemistry of Quinoprotein Methanol Dehydrogenase. Oxidation of Methanol by Calcium Complex of Coenzyme PQQ via Addition-Elimination Mechanism." J.Am.Chem.Soc.119・2. 439-440 (1997)

[Publications] Shinobu Itoh et al.: "Catalysis by Calcium Ion of the Reoxidation of Reduced PQQ by Molecular Oxygen" Chem.Commun.・1. 29-30 (1997)

[Publications] Shinobu Itoh et al.: "Active Site Models for Galactose Oxidase. Electronic Effect of the Thioether Group in the Novel Organic Cofactor" Inorg.Chem.36・7. 1407-1416 (1997)

[Publications] Shinobu Itoh et al.: "Synthesis,Physicochemical Properties,and Amine-Oxidation Reaction of Indolequinone Derivatives as Model Compounds of Novel Organic Cofactor TTQ of Amine Dehydrogenases." J.Org.Chem.62・17. 5898-5907 (1997)

[Publications] Shinobu Itoh et al.: "Mechanistic Studies of Aliphatic Ligand Hydroxylation of a Copper Complex by Dioxygen : A Model Reaction for Copper Monooxygenases" J.Am.Chem.Soc.120・(印刷中). (1998)

[Publications] Shinobu Itoh et al.: "Model Studies of Calcium-containing Quinoproteins Alcohol Dehydrogenases. Catalytic Role of Ca^<2+> for the Oxidation of Alcohols by Coenzyme PQQ" Biochemistry. 37・(印刷中). (1998)

伊東忍大阪大学, 工学部, 助教授 (30184659)