1999 Fiscal Year Annual Research Report

ヘムオキシゲナーゼによるヘムの分解機構

Research Project

Project/Area Number	10044233
Research Institution	YAMAGATA UNIVERSITY
Principal Investigator	吉田匡山形大学, 医学部, 教授 (10004673)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	藤井浩岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助教授 (80228957) 佐藤道比古山形大学, 医学部, 助教授 (00135344) 張旭紅山形大学, 医学部, 助手 (10292442) 右田たい子山口大学, 医療技術短期大学部, 助教授 (90159161)
Keywords	ヘムオキシゲナーゼ / 細菌のヘム分解酵素 / Hmu O / 酸素活性化機構 / ヘムの分解 / CO / ビリベルジン / ビリルビン
Research Abstract	病原性細菌では増殖と蛋白質性毒素産生の為に鉄を必要とする.宿主には利用可能な遊離鉄が限られているためこれらの細菌では宿主のヘモグロビンのヘムを分解して鉄を獲得する機構が存在する.この機構の中心となるのが細菌のヘムオキシゲナーゼ(HO)である.私共は動物系の本酵素の酵素化学的研究を行ってきたが,この一年は特に細菌の本酵素について研究を行った.得られた結果を次ぎに記す. 1.Corynebacterium diphtheriaeのヘム分解酵素であるHmu Oの大腸菌での発現系と精製法を確立した.最終標品は分子量24KでSDSPAGE上単一バンドであった.2.Hmu Oは単純蛋白質であるが基質であるヘムを1対1で結合して出来た複合体はヘム蛋白質の性質を持っていた.ヘムは基質であると共に酸素活性化の役割も持ち,ヘム自身は自触的反応により,αヒドロキシヘム,ベルドヘム,ビリベルジン・鉄錯塩を経てビリベルジン迄分解された.3.ヘミン・Hmu O複合体は動物系のヘミン・HO複合体と同様に,中性では水を配位子とする六配位高スピン型であった.また,アルカリ側では六配位低スピン型に移行した.4.第五配位子はHis残基の中性イミダゾールである事がEPRや共鳴ラマンの実験から明らかになった.また,部位特異的変異法を用いた解析からHis20が配位子であることが知られた.5.Co置換プロトヘム・Hmu O複合体に結合した酸素はヘムポケット内で水素結合により安定化されていることが知られた.6.Hmu Oは基本的には動物系のHOと似ているが,細部では異なる点も観察され,この点の解明が今後の課題である.

Research Products
(5 results)

All Other

All Publications (5 results)

[Publications] Davydof RM et al.: "Hydroperoxy-heme oxygenase generated by cryoreduction catalyzed the formation of α-meso-hydroxyheme as detedted by EPR and ENDOR"J. Am: Chem. Soc.. 121・45. 10656-10657 (1999)
[Publications] Chu GC et.al.: "The heme complex of Hmu O, a bacterial heme degradation enzyme, from Corynebacterium diphtheriae"J. Biol. Chem.. 274・35. 24490-24496 (1999)
[Publications] Chu GC et.al.: "Heme degradation as catalyzed by a recombinant bacterial heme oxygenase (Hmu O) from Corynebacterium diphtheriae"J. Biol. Chem.. 274・30. 21319-21325 (1999)
[Publications] Migita CT et al.: "Molecular oxygen oxidizes the porphyrin ring of the ferrric α-hydroxyheme in heme oxyganase in the absence of reducing equivalent"Biochim, Biophys. Acta. 1432. 203-213 (1999)
[Publications] Chu GC et.al.: "Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of a recombinant bacterial heme oxygenase (Hmu O) from Corynebacterium diphtheriae"J. Stract. Biol. 126. 171-174 (1999)

1999 Fiscal Year Annual Research Report

ヘムオキシゲナーゼによるヘムの分解機構

Principal Investigator

吉田 匡 山形大学, 医学部, 教授 (10004673)

Research Products

[Publications] Davydof RM et al.: "Hydroperoxy-heme oxygenase generated by cryoreduction catalyzed the formation of α-meso-hydroxyheme as detedted by EPR and ENDOR"J. Am: Chem. Soc.. 121・45. 10656-10657 (1999)

[Publications] Chu GC et.al.: "The heme complex of Hmu O, a bacterial heme degradation enzyme, from Corynebacterium diphtheriae"J. Biol. Chem.. 274・35. 24490-24496 (1999)

[Publications] Chu GC et.al.: "Heme degradation as catalyzed by a recombinant bacterial heme oxygenase (Hmu O) from Corynebacterium diphtheriae"J. Biol. Chem.. 274・30. 21319-21325 (1999)

[Publications] Migita CT et al.: "Molecular oxygen oxidizes the porphyrin ring of the ferrric α-hydroxyheme in heme oxyganase in the absence of reducing equivalent"Biochim, Biophys. Acta. 1432. 203-213 (1999)

[Publications] Chu GC et.al.: "Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of a recombinant bacterial heme oxygenase (Hmu O) from Corynebacterium diphtheriae"J. Stract. Biol. 126. 171-174 (1999)

吉田匡山形大学, 医学部, 教授 (10004673)