2009 Fiscal Year Annual Research Report
ペプチド・ビルトイン型キノン補酵素の生合成機構と触媒機能
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18370043
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
谷澤 克行 Osaka University, 産業科学研究所, 教授 (20133134)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡島 俊英 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (10247968)
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| Keywords | 銅アミン酸化酵素 / トパキノン / ビルトイン型キノン補酵素 / キノヘムプロテイン / 分子内チオエーテル架橋 / 翻訳後修飾 / X線結晶解析 / 酵素触媒機構 |
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| Research Abstract |
1.銅アミン酸化酵素の精密触媒機構の解析
トパキノン補酵素を含有する銅アミン酸化酵素の触媒反応はPing-Pong機構で進行し、第一生成物のアルデヒドと基質由来のアミノ基がキノン環に結合した2電子還元型のアミノレゾルシノール型トパキノンが生成する前半の還元的半反応と、還元型トパキノンと分子状酸素との反応により過酸化水素とアンモニアが生じ、酸化型トパキノンが再生される後半の酸化的半反応とから成り立っている。本年度は、定常状態反応と還元的半反応の速度論的解析、並びに様々な条件下で形成させた反応中間体のX線結晶解析を行うことにより、TPQ_<sq>中間体の形成過程における活性部位の構造変化を明らかにするとともに、TPQ_<sq>中間体形成が還元的半反応における必須の反応過程であることを証明した。
2.FT-MSを用いたキノヘムプロテイン・アミン脱水素酵素サブユニットの化学構造解析
キノヘムプロテイン・アミン脱水素酵素(QHNDH)は、ヘテロ三量体サブユニット構造をもち、約60kDaのα-サブユニットには2分子のヘムcが、約9kDaのγ-サブユニットにはビルトイン型キノン補酵素のCTQが含まれている。CTQは遺伝子上ではCys37とTrp43としてコードされており、γ-サブユニットの翻訳後修飾により両残基間にチオエーテル架橋が形成されると同時に、Trp43のインドール環がオルトキノン化されて生合成されると考えられる。本年度は、エレクトロスプレーイオン化フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析計(FT-ICR MS)により、各サプユニットを分離せずにαβγ複合体のまま分析試料として直接用いることにより、各サブユニットの質量を精確に測定する手法を確立した。その結果、各サブユニットの非常に精確な質量分析値を得ることに成功し、今後のCTQ生成機構の解明に向けて大きな展望が開けた。
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[Journal Article]2009
Author(s)
Suzuki, S., Okajima, T., Tanizawa, K., Mure, M.(共蓍)
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Journal Title
Copper Amine Oxidases : Structures, Catalytic Mechanisms, and Role in Pathophysiology Cofactors of Amine Oxidases : Copper Ion and Its Substitution and the 2, 4, 5-Trihydoxylphenylalanine Quinone(Chapter3)(CRC Press, Taylor & francis Group)
Pages: 344(19-38)
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[Presentation] Acid-Base Chemistry in the Reductive Half-Reaction of Copper Amine Oxidase from Arthrobacter globiformis2010
Author(s)
Murakawa, T., Hayashi, H., Okajima, T., Tanizawa, K.
Organizer
Gordon Research Conference on 'Protein Cofactors, Radicals and Quinones'
Place of Presentation
Four Points Sheraton/Holiday Inn Express, Ventura, CA, USA
Year and Date
20100124-20100129
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[Presentation] X-ray Crystallographic Evidence for Conformational Change of Topaquinone in the Reductive Half-reaction of Copper Amine Oxidase from Arthrobacter globiformis2010
Author(s)
Hamaguchi, A., Okajima, T., Nakai, T., Tanizawa, K., Murakawa, T., Hayashi, H.
Organizer
Gordon Research Conference on 'Protein Cofactors, Radicals and Quinones'
Place of Presentation
Four Points Sheraton/Holiday Inn Express, Ventura, CA, USA
Year and Date
20100124-20100129
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