2001 Fiscal Year Annual Research Report

合成化学的手法を用いるヘム異常代謝反応経路の解明

Research Project

Project/Area Number	12450368
Research Institution	Fukui National College of Technology
Principal Investigator	生越久靖福井工業高等専門学校, 校長 (90026188)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	林高史九州大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20222226) 津田良弘福井工業高等専門学校, 物質工学科, 助教授 (60216463) 松井修一福井工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (60042975) 青柳克宏福島工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (40150940)
Keywords	タンパク質再構成 / ヘムタンパク質 / N-アルキルポルフィリン / ミオグロビン / ヘム異常代謝 / normal
Research Abstract	酵素・タンパク質内で生成するヘム異常代謝物の生成機構及びその構造解明の一環として、A, B環ピロールにメチル基及びエチル基を位置選択的に導入したN-アルキル置換ポルフィリンCo錯体を多段階合成し、タンパク質との再構成を行い、その相互作用を検討した。N-メチルメソポルフィリンCo錯体をアポミオグロビンと再構成し^1H-NMRを測定したが、N-メチルプロトンのシグナルが明確に確認出来ないためN-エチルポルフィリンCo錯体について評価した。 N_A-及びN_B-エチルメソポルフィリンCo錯体とアポミオグロビンを1.6:1.6:1の割合で再構成し、^1H-NMRを測定したところ、N-エチル基のメチルプロトンシグナルが3本現れた。これらはN_A-及びN_B-エチルメソポルフィリンのCo錯体を別々に再構成した時のケミカルシフト値とほぼ一致した。なお、ミオグロビンのヘムポケットはポルフィリン上部のアルキル基の並びを認識し、normalとreverse配向をとる。これらのことより、-34.75ppmはreverse配向のN_A-エチル基、-36.63ppmはnormal配向のN_B-エチル基、-48.61ppmはreverse配向のN_B-エチル基と推定した。ここでreverse配向のN_A-エチル基とN_B-エチルの相対存在比1:0.4の要因は、ミオグロビン内のVal68の側鎖であるイソプロピル基とN-エチル基の立体反発がN_AよりN_Bのほうが大きいためと考えられる。また、立体反発の小さいreverse配向のN_A-とnormal配向のN_B-の相対存在比2:1は、ヘムポケットがポルフィリン上部のアルキル基の並びを認識するためnormal配向をとる方が優先的に再構成されると考えられる。これより、アポミオグロビンはヘムポケットの持つ不斉環境によって、N-エチル置換ポルフィリンの一対のエナンチオマ-を不斉認識することを示し、N-エチル基とVal68との立体反発が重要な役割を果たしていることがわかった。また、再構成した時の位置異性体の相対存在比を、ポルフィリン窒素へのアルキル基転移の起こり易さと推定した。

Research Products
(12 results)

All Other

All Publications (12 results)

[Publications] Katsuhiro Aoyagi: "Studies on Pseudomonas aeruginosa cdl Nitrite Reductase : The Association and Dissociation Reactions of the dl-Heme"Israel Journal of Chemistry. 40. 27-33 (2000)
[Publications] Takashi Hayashi: "Introduction of a Specific Binding Domain on Mioglobin Surface by New Chemical Modification"J. Inorg. Biochem. 82. 133-139 (2000)
[Publications] Takashi Hayashi: "Synthesis and Properties of Alkylperoxocobalt(III) Porphyrin Porphycene"Chem. Lett.. 90-91 (2000)
[Publications] Takashi Hayashi: "Electrochemical Reactions Mediated by Vitamin B12 Derivatives in Organic Solvents"Cood. Chem. Rev.. 198. 21-37 (2000)
[Publications] Hisanobu Ogoshi: "Interprotein Electron Transfer Reaction Regulated by an Artificial Interface"Angew. Chem. Int. Ed. Engl.. 40. 1098-1101 (2001)
[Publications] Takashi Hayashi: "First Catalysis of Cobaltporphycenes. Oxidation of Vinyl Ether via Formation and Dissociation of Cobalt-Carbon Bond"Organometallics. 20. 3074-3078 (2001)
[Publications] Takashi Hayashi: "Formation and Cleavage of a Dicobalt Complex Bridged with a Pontamothylono Group"Chem. Lett.. 346-347 (2001)
[Publications] Takashi Hayashi: "Chemical Properties of Reconstituted Myoglobins with Functionalized Homin Dorivativos"J. Inorg. Biochem.. 86. 57 (2001)
[Publications] Takashi Hayashi: "Now Myoglobin Reconstituted with an Iron Porphycene as a Structural Isomor of Homo Moioty"J. Inorg. Biochem.. 86. 200 (2001)
[Publications] Takashi Hayashi: "Photoinduced Electron Transfer within an Artificially Greated Protein Complox"J. Inorg. Biochem.. 86. 124 (2001)
[Publications] Takashi Hayashi: "New Functionalization of Myoglobin by Chemical Modification of Heme Propionatos"Acc. Chem. Res.. 35. 35-43 (2002)
[Publications] Hisanobu Ogoshi: "Porphyrins and Metalloporphyrins as Receptor Models in Molecular Recognition"Eds. K.Kadish, K.M.Smith, R.Guilard, Academic Press, San Diego,2000. 62 (2000)

2001 Fiscal Year Annual Research Report

合成化学的手法を用いるヘム異常代謝反応経路の解明

Principal Investigator

生越 久靖 福井工業高等専門学校, 校長 (90026188)

Research Products

[Publications] Katsuhiro Aoyagi: "Studies on Pseudomonas aeruginosa cdl Nitrite Reductase : The Association and Dissociation Reactions of the dl-Heme"Israel Journal of Chemistry. 40. 27-33 (2000)

[Publications] Takashi Hayashi: "Introduction of a Specific Binding Domain on Mioglobin Surface by New Chemical Modification"J. Inorg. Biochem. 82. 133-139 (2000)

[Publications] Takashi Hayashi: "Synthesis and Properties of Alkylperoxocobalt(III) Porphyrin Porphycene"Chem. Lett.. 90-91 (2000)

[Publications] Takashi Hayashi: "Electrochemical Reactions Mediated by Vitamin B12 Derivatives in Organic Solvents"Cood. Chem. Rev.. 198. 21-37 (2000)

[Publications] Hisanobu Ogoshi: "Interprotein Electron Transfer Reaction Regulated by an Artificial Interface"Angew. Chem. Int. Ed. Engl.. 40. 1098-1101 (2001)

[Publications] Takashi Hayashi: "First Catalysis of Cobaltporphycenes. Oxidation of Vinyl Ether via Formation and Dissociation of Cobalt-Carbon Bond"Organometallics. 20. 3074-3078 (2001)

[Publications] Takashi Hayashi: "Formation and Cleavage of a Dicobalt Complex Bridged with a Pontamothylono Group"Chem. Lett.. 346-347 (2001)

[Publications] Takashi Hayashi: "Chemical Properties of Reconstituted Myoglobins with Functionalized Homin Dorivativos"J. Inorg. Biochem.. 86. 57 (2001)

[Publications] Takashi Hayashi: "Now Myoglobin Reconstituted with an Iron Porphycene as a Structural Isomor of Homo Moioty"J. Inorg. Biochem.. 86. 200 (2001)

[Publications] Takashi Hayashi: "Photoinduced Electron Transfer within an Artificially Greated Protein Complox"J. Inorg. Biochem.. 86. 124 (2001)

[Publications] Takashi Hayashi: "New Functionalization of Myoglobin by Chemical Modification of Heme Propionatos"Acc. Chem. Res.. 35. 35-43 (2002)

[Publications] Hisanobu Ogoshi: "Porphyrins and Metalloporphyrins as Receptor Models in Molecular Recognition"Eds. K.Kadish, K.M.Smith, R.Guilard, Academic Press, San Diego,2000. 62 (2000)

生越久靖福井工業高等専門学校, 校長 (90026188)