2017 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation and application of highly selective bromination reaction mechanism of biosynthetic enzyme of Tyrian purple, an ancient pigment
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15K14709
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
片岡 邦重 金沢大学, 物質化学系, 教授 (40252712)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ブロモペルオキシダーゼ / 臭素付加反応 / 貝紫色素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
含ハロゲンヘテロ環有機化合物は抗菌・抗がん活性を示すことから，海洋性天然物由来の含ハロゲン有機化合物が注目されている。動物性色素の貝紫は二臭化インディゴの分子構造をもち，前駆体である臭化インドール誘導体2分子が縮合して生成するが，この色素前駆体の位置特異的臭素化反応のメカニズムは未だ明らかではなく，この反応を触媒する酵素ブロモペルオキシダーゼ（BPO）は巻貝に微量しか含有しないため単離されてもいない。そこで本研究では，能登産のアカニシRapana venosaを研究材料に本酵素の単離精製を試みた。これまでにアカニシ内蔵抽出液から同酵素活性の検索を行ってきたが，微弱な活性しか検出できていなかった。これは，地中海産ツロツブリMurex trunculusから部分精製されたBPO活性が鰓下腺抽出液の膜画分に存在すると報告されていることから，アカニシ内蔵抽出物を超遠心分離して得た沈殿（膜画分）を対象に酵素活性の検索を行ったことが原因であった。内蔵の破砕条件を検討することで，初めて高いBPO活性を有する抽出液の調製に成功し，膜画分だけでは微弱な酵素活性しか示さないことが明らかになった。超遠心分離後の可溶性画分には全くBPO活性は観察されなかったが，懸濁した膜画分に可溶性画分を添加することでBPO活性が回復することから，可溶性画分が酵素活性に必須であることが明らかになった。また，沸騰水浴中で加熱した可溶性画分では活性が回復しないことから，可溶性の活性化成分はタンパク質であることが示唆された。この可溶性活性化タンパク質を各種クロマトグラフィーにより部分精製することができた。可溶性活性化タンパク質を加えた膜画分懸濁液を用いて，モノクロロジメドンのハロゲン化反応を検討したところ，アカニシの酵素は臭素化反応を触媒したが，塩素化反応は触媒しないことが明らかになり，本酵素がBPOであることを初めて示すことに成功した。
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