2007 Fiscal Year Annual Research Report
金属蛋白質・金属酵素による物質変換と情報変換の化学
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16074217
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
城 宜嗣 The Institute of Physical and Chemical Research, 城生体金属科学研究室, 主任研究員 (70183051)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉本 宏 独立行政法人理化学研究所, 城生体金属科学研究室, 研究員 (90344043)
永野 真吾 独立行政法人理化学研究所, 城生体金属科学研究室, 専任研究員 (60286440)
山田 斉爾 独立行政法人理化学研究所, 城生体金属科学研究室, 基礎科学特別研究員 (20360662)
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| Keywords | 金属酵素 / ヘム鉄 / 二原子酸素添加酵素 / 二成分情報伝達系 / センサー蛋白質 / 一酸化窒素還元酵素 / X線結晶構造解析 / 配位構造 |
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| Research Abstract |
金属イオンを活性中心に有するいくつかのタンパク質・酵素(金属タンパク質・金属酵素)を取り上げ、その分子構造、特に反応場である金属配位場周辺の精密な構造情報を基に、これらの生理活性や反応機構を分子レベルで理解することを目的に研究を進めた。空気中の酸素分子から2酸素原子を直接基質に取り込ませる反応を触媒するヘム結合型二原子酸素添加酵素インドールアミン2、3ジオキシゲナーゼ(IDO)は、トリプトファン(Trp)の生体内代謝の最初かつ律速段階のステップを触媒する。昨年度、その結晶構造を世界で初めて報告したが、今年度は、その構造を基盤に、部位特異的変異体を数十種作成し、その活性測定ならびに酵素反応解析を行なった。また、鉄に酸素が配位した構造の特性を明らかにする目的で、フロー法をもちいた共鳴ラマン分光測定を行ない、Fe-O_2伸縮振動を560cm^-1に観測した。基質および阻害剤結合型のIDOの結晶化を試みたが、未だ構造解析に成功していない。二成分情報伝達系のヒスチジンキナーゼとレスポンスレギュレーター複合体の結晶構造の分解能を3.7Åまで改善した。さらに、ヒスチジンキナーゼの触媒部位のみの構造について、種々のヌクレオチド存在下で解析した。その結果、ATP結合部位を覆うように存在するループ(ATP lid)の構造柔軟性について議論できた。脱窒能を有する好熱菌の一酸化窒素還元酵素の大腸菌における発現系を構築し、そこからの精製酵素を用いて単結晶作成に成功した。反応二核中心における一酸化窒素から亜酸化窒素への変換機構について分子レベルでの議論が可能となるであろう。
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