2002 Fiscal Year Annual Research Report

ヘムオキシゲナーゼの結晶解析によるヘム分解反応及び酸素活性化機構の解明

Research Project

Project/Area Number	13033041
Research Institution	Kurume University
Principal Investigator	野口正人久留米大学, 医学部, 教授 (10124611)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	坂本寛久留米大学, 医学部, 講師 (70309748) 高橋研一久留米大学, 医学部, 講師 (80250736) 小俣義明久留米大学, 医学部, 助教授 (20268840)
Keywords	ヘムオキシゲナーゼ / ヘム分解機構 / α-ヒドロキシヘム / ベルドヘム / ビリベルジン / 結晶解析 / 構造生物学
Research Abstract	生理的なヘム分解酵素であるヘムオキシゲナーゼ(HO)は、1960年代の半ばに米国のSchmidらによって発見された。以来国内外の数多くの研究者により精力的に研究されてきた。我々は、構造生物学観点からこの酵素の反応機構を追求し、本申請課題において次のような成果をえた。 1.ラットHO-1のC末端22アミノ酸残基(膜結合部位)を除いた可溶性酵素(Met1-Pro267)の発現に成功し、10Lの培養液から170mgの精製標品を得るシステムを確立した(Kurume med. J.43,313,1996)。 2.酸素・電子滴定装置を用いて、ヒドロキシヘムからベルドヘムへの転換には、シトクロムP450還元酵素からのe^-の供給は必要とせず、分子状酸素のみで起こることを発表した(J. Biol. Chem. 274, 18196, 1999)。 3.ヘム-HO結合体の高分解能の回折像(2.4Å)を得た(Acta. Cryst. D54, 1017, 1998)。 4.ラットHO-1のセレノメチオニン変異酵素を用いて位相の決定し,ラットHO-1の結晶構造を決定した(FEBS Lett. 471, 61, 2000)。 5.4種のベルドヘム異性体の有機合成に成功した(J. Inorg. Biochem. 82, 113, 2000)。 6.ヒドロキシヘムからベルドヘムへの転換には、外部からのe^-の供給は必要とせず、O_2のみで起こることを再確認し,電子要求性についての研究者間の不一致は,結合体の調製方法と用いる還元系(ジチオナイトなど)の違いによることを明らかにした(Eur. J. Biochem. 269, 5231-5239, 2002)。 7.ラットHO-1について,アポ型(Biochemistry41,7293-7300, 2002)およびヘム-N_3結合型(J. Biol. Chem.277, 45086-45090, 2002)の結晶構造を明らかにした。

Research Products

(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] Manabu Satani: "Expression and characterization of human bifunctional peptidylglycine α-amidating monooxygenase"Protein Expression and Purification. (In press).
[Publications] Kenichi Takahashi: "Expression and characterization of frog peptidylglycine α -hydroxylating monooxygenase"Protein Expression and Purification. 27. 35-41 (2003)
[Publications] Masakazu Sugishima: "Crystal structure of rat heme oxygenase-1 in complex with heme bound to azide: Implication for regiospecific hydroxylation of heme at the α-meso carbon"Journal of Biological Chemistry. 277・47. 45086-45090 (2002)
[Publications] Hiroshi Sakamoto: "The reactivity of α-hydroxyhaem and verdohaem bound to haem oxygenase-1 to dioxygen and sodium dithionite"European Journal of Biochemistry. 269. 5231-5239 (2002)
[Publications] Masakazu Sugishima: "Crystal structure of rat apo-heme oxygenase (HO-1): Mechanism of heme binding in HO-1 inferred from structural comparison of the apo and heme complex forms"Biochemistry. 41・23. 7293-7300 (2002)
[Publications] Kenichi Takahashi: "The reaction mechanism of peptidylglycine α-hydroxylating monooxygenase"International Congress Series. 1233C. 69-74 (2002)
[Publications] 平賀紘一: "医学のための基礎分子細胞生物学"南山堂(印刷中).

2002 Fiscal Year Annual Research Report

ヘムオキシゲナーゼの結晶解析によるヘム分解反応及び酸素活性化機構の解明

Principal Investigator

野口 正人 久留米大学, 医学部, 教授 (10124611)

Research Products

[Publications] Manabu Satani: "Expression and characterization of human bifunctional peptidylglycine α-amidating monooxygenase"Protein Expression and Purification. (In press).

[Publications] Kenichi Takahashi: "Expression and characterization of frog peptidylglycine α -hydroxylating monooxygenase"Protein Expression and Purification. 27. 35-41 (2003)

[Publications] Masakazu Sugishima: "Crystal structure of rat heme oxygenase-1 in complex with heme bound to azide: Implication for regiospecific hydroxylation of heme at the α-meso carbon"Journal of Biological Chemistry. 277・47. 45086-45090 (2002)

[Publications] Hiroshi Sakamoto: "The reactivity of α-hydroxyhaem and verdohaem bound to haem oxygenase-1 to dioxygen and sodium dithionite"European Journal of Biochemistry. 269. 5231-5239 (2002)

[Publications] Masakazu Sugishima: "Crystal structure of rat apo-heme oxygenase (HO-1): Mechanism of heme binding in HO-1 inferred from structural comparison of the apo and heme complex forms"Biochemistry. 41・23. 7293-7300 (2002)

[Publications] Kenichi Takahashi: "The reaction mechanism of peptidylglycine α-hydroxylating monooxygenase"International Congress Series. 1233C. 69-74 (2002)

[Publications] 平賀 紘一: "医学のための基礎分子細胞生物学"南山堂(印刷中).

野口正人久留米大学, 医学部, 教授 (10124611)

[Publications] 平賀紘一: "医学のための基礎分子細胞生物学"南山堂(印刷中).