1999 Fiscal Year Annual Research Report
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10672031
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| Research Institution | Kyoto Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
根矢 三郎 京都薬科大学, 薬学部, 助教授 (10156169)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
舟崎 紀昭 京都薬科大学, 薬学部, 教授 (20065915)
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| Keywords | 酸素運搬体 / ミオグロビン / 人工ミオグロビン / コルフィセン / 配位子化学 / イミダゾール / 平衡定数 / ポルフィリン異性体 |
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| Research Abstract |
肺から運ばれる酸素分子を貯蔵するたんぱく質がミオグロビンである。酸素はミオグロビンの補欠分子族である鉄ポルフィリンに結合する。ポルフィリンはピロール4分子がメソ位炭素4原子で結ばれた対称性のよい分子構造をもつ。なぜ自然はこのような整然としたポルフィリン構造を選んだのであろうか?この疑問を解くために、申請者はポルフィリンのピロール配列を組替えたコルフィセンとよばれる異性体分子の生物化学挙動を物理化学的手段で調べた。コルフィセンは台形の金属ホールをもつのが特徴である。
コルフィセンを鉄錯体に変換して、ミオグロビンに組み込んだ。奇妙な分子形をもつにもかかわらず鉄ポルフィセンはミオグロビンと複合体を形成した。この現象はポルフィセン鉄原子とたんぱく質内のアミノ酸残基、近位ヒスチジンが特異的に結合したことを示している。ミオグロビン内部で形成される鉄-ヒスチジン結合の性質を深く理解するために、申請者はモデル化合物による研究をおこなった。すなわち、クロロホルム溶媒に溶けた鉄(III)ポルフィセンへのイミダゾール類の結合を詳細に検討した。その結果、1-メチルイミダゾールが2段階で結合し、その途中にこのイミダゾールが1分子配位した中間体が多量に蓄積する現象を見つけた。ポルフィリンではそのような中間体がまったく蓄積しないことと比べてこれは異常な結果である。他のイミダゾール類の滴定結果も調べ、その原因がコルフィセンの鉄原子が収まる金属ホールの極端な歪みに由来することを明らかにした。金属ホールの変形は、鉄原子にもともと配位していた塩化物イオンの結合力を弱めること、さらに鉄原子がコルフィセン平面に収まりにくくなることを解明した。これは鉄(III)コルフィセン分子がヘムたんぱく質の反応制御因子になることを世界で初めて示した成果である。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] S.Neya,N.Funasaki,H.Hori,K.Inai,S.Nagatomo,T.Iwase,T.Yonetani: "Functional Regulation of Myoglobin by Iron Corrphycene"Chem.Lett.. 5. 989-900 (1999)
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[Publications] N.Funasaki,R.Kagawaguchi,S.Hada,S.Neya: "Ultraviolet Spectroscopic Estimation of Microenvironments and Bitter Tastes of Oxyphenonium Bromide in Cyclodextrin Solutions"J.Pharm.Sci. 88,2. 759-762 (1999)
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[Publications] N.Funasaki,,S.Hada,S.Neya: "Self-association Patterns of Sodium Taurocholate and Taurodeoxycholate as Studies by Frontal Derivative Chromatography."J.Phys.Chem.B. 103,1. 169-172 (1999)
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[Publications] N.Funasaki,M.Ohigashi,S.Hada,S.Neya: "Quantitative Prediction of the Suppression of Drug-induced Hemolysis by Cyclodextrins from Surface Tension Data"Langmuir. 15,2. 595-599 (1999)
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[Publications] S.Ishikawa,S.Hada,S.Neya,N.Funasaki: "Calculation of Molecular Surface Area Changes with Docking of Host and Guest and Applications to Cyclodextrin Inclusion"J.Phys.Chem.B. 103,3. 2579-2584 (1999)
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[Publications] N.Funasaki,R.Kawaguchi,S.Ishikawa,S.Hada,S.Neya,T.Katsu: "Quantitative Estimation of the Bitter Taste Intensity of Oxyphenonium Bromide by Cyclodextrins from Electromotive Force Measurements"Anal.Chem.. 71,5. 1733-1736 (1999)
