フラビン酵素における選択的触媒能発現機構の解析

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09680634
• Research Institution: Kansai Medical Universtiy
• Principal Investigator: 藤井 茂 関西医科大学, 医学部, 教授 (60144482)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中川 学 関西医科大学, 医学部, 助手 (50261053) ; 黒田 記代 関西医科大学, 医学部, 助手 (30131436)
• Keywords: フラビン酵素 / 反応機構 / 電子伝達 / NMR / 安定同位体標識

Research Abstract

本研究において、以下のような結果が得られた。
旧黄色酵素については、本酵素がビール酵母のサイトゾル画分に存在することを、本酵素の抗
体を用いて明かとした。さらに、本酵素のビール発酵過程にともなう量的変化を調べたところ、
酵母増殖の盛んなビール発酵開始後12時間の間に顕著な増加が見られ、その後アルコール発酵
の進行にともない減少することが確認された。一方、アルコール脱水素酵素は、エキス切れとな
る120時間後まで増加した。これらの結果は、発酵過程において、個々の酵素の増減が異なる
ことを示しており、旧黄色酵素は、ビール発酵過程の初期または、酵素存在下において作用して
いることを示唆している。また、本酵素のモデル反応として、NADPHから電子を受け取りシトク
ロムcや色素などへの電子伝達反応を行うことが知られているが、フラビン骨格をC-13,N-15,F
-19で選択的に置換した標識FMNで再構成した本酵素の多核NMR測定から、NADP+やシトクロム
cと複合体を形成することにより、フラビン部分の電子密度がウラシル部分よりキシレン部分で
高くなることを示唆する結果を得た。
アシルCoA脱水素酵素に関しては、アシルCoAの1位から3位までの部分がフラビン環との電
荷移動に大きく関与しており、アシルCoAがエノラート陰イオンとして結合するが、そのエノラ
-トイオンの形成の容易さは炭素鎖の長短が影響していることを示唆する結果を得た。これらの
結果は、本酵素の反応機構ならびに基質特異性を理解する上で重要な情報を与えた。さらに本酵
素の発現系もほぼ確立でき、本酵素に関する研究も、今後さらなる進展が期待できる。

Research Products

• [Publications] A.A.Oohata: "A novel prespore-cell-inducing factor in Dictoustelium discoideum Induces cell division of prespore cells" Development. 124. 2781-2787 (1997)
• [Publications] S.Fujii: "Flavins and Flavoproteins" University of Calgary Press, 976 (1997)