2003 Fiscal Year Annual Research Report
フリーラジカルを生成する複合金属フラビン酵素の構造と機能
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13480212
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| Research Institution | NIPPON MEDICAL SCHOOL |
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Principal Investigator |
西野 武士 日本医科大学, 大学院・医学研究科, 教授 (40094312)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡本 研 日本医科大学, 医学部, 助手 (60267143)
西野 朋子 日本医科大学, 医学部, 助手 (80075613)
岩崎 俊雄 日本医科大学, 医学部, 講師 (40277497)
松村 智裕 日本医科大学, 医学部, 助手 (20297930)
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| Keywords | 活性酸素 / キサンチン脱水素酵素 / キサンチン酸化酵素 / 金属タンパク質 / X線結晶解析 / 非ヘム鉄 / ペルオキシレドキシン / 鉄結合タンパク質 |
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| Research Abstract |
スーパーオキシドの生成酵素であるモリブデン、非ヘム鉄、フラビン含有酵素であるキサンチン脱水素酵素・酸化酵素のそれぞれの2.1、2.5Å分解能のX線結晶構造の違いの解析に基づき、コンフォメション変化の生ずる理由を解明した。タンパク質分解酵素作用によりフラビンドメインとモリブデンドメインを結ぶ長鎖リンカーの切断により、変換のリレーシステムであると同時に、酸素の出入りを制御するゲートであることが判明した。また脱水素酵素から酸化酵素への変換酵素を牛乳から抽出し、同定した。同時にその反応機構の解析を進めた。変換反応に関与するSH基について全て同定を完了した。またF337Lの変異体をにつき詳細に検討し、酸化還元電位への寄与とともにスーパーオキシド生成能を解析した。さらにモリブデン近傍の活性中心に阻害剤であるFYX-051リガンドを結合させ、その構造変化をX-線結晶解析により進めた。結合体は電荷移動複合体の吸収を示すが構造的には反応中間体であることが判明し、部位特異的変異法の解析と合わせ、特異なモリブデン水酸化反応の機構が解明された。さらに前年に引き続き過酸化水素分解タンパクであるHBP23のヘムの役割およびアミノ酸の役割を部位特異的変異法によりさらに詳細に解析し、電子供与体であるチオレドキシンとの反応中間体の解析をカラム法、電気泳動法、DTT酸化系による反応への影響を調べた。またオリゴマー形成の影響を調べた。
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[Publications] Kuwabara, Y.et al.: "Unique relay system for switching from dehydrogenase to oxidase form of xanthine oxidoreductase"Proc.Natl.Acad.Sci.USA.. 100. 8170-8175 (2003)
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[Publications] Okamoto, K.et al.: "An Extremely Potent Inhibitor of Xanthine Oxidoreductase : Crystal Structure of the Enzyme-Inhibitor Complex and Mechanism of Inhibition."J.Biol.Chem.. 278. 1848-1855 (2003)
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[Publications] Maiti.et al.: "Resonance Raman Studies on Xanthine oxidase : observation of the Mo(IV)-ligand vibration."J.Biolo.Inorganic Chemistry. 8. 327-333 (2003)
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[Publications] 岡本研, 桑原允光, 西野朋子, 西野武士: "キサンチン脱水素酵素から酸化酵素への蛋白質構造・機能変換の分子機構"蛋白質・核酸・酵素. 49. 625-633 (2004)
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[Publications] 川本進, 西野朋子, 西野武士: "「ゲノミクス・プロテオミクスの新展開〜生物情報の解析と応用〜」バキュロウイルス/昆虫細胞によるタンパク質の発現と精製"エヌ・テイ・エス(東京). (2004)
