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2009 Fiscal Year Final Research Report

Metal Ion Specificity, Four-Electron Reduction of Dioxygen, and Creation of Functions of a Multicopper Oxidase Involved in Detoxification of Copper

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 19350081
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Chemistry related to living body
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

SAKURAI Takeshi  Kanazawa University, 物質化学系, 教授 (90116038)

Project Period (FY) 2007 – 2009
Keywordsマルチ銅オキシダーゼ / CueO / ビリルビンオキシダーゼ / 酸素4電子還元
Research Abstract

銅排出酵素系において特異的にCu(I)を酸化する酵素CueOから50残基のアミノ酸を除去し,有機基質に対する酸化活性を創製するとともに,触媒部位への配位アミノ酸への変異導入や水素結合の切断や形成によって、触媒機能を高めることに成功した。また,CueOの組換え体および変異体を,生物燃料電池のカソード触媒やヘアカラー色素作成酵素としての利用することを可能とした。さらに,変異体の反応によって,酸素の4電子還元機構を明らかにし,反応に関与する非配位性の酸性アミノ酸を特定した。

  • Research Products

    (37 results)

All 2010 2009 2008 2007 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (25 results) Book (2 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Four-Electron Reduction of Dioxygen by a Multicopper Oxidase, CueO, and Roles of Asp112 and Glu506 Located Adjacent to the Trinuclear Copper Center2009

    • Author(s)
      Kataoka, K., Sugiyama, R., Hirota, S., Inoue, M., Urata, K., Minagawa, Y., Seo, D., Sakurai, T.
    • Journal Title

      J. Biol. Chem. 284

      Pages: 14405-14413

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Modification of Spectroscopic Properties and Catalytic Activity of Escherichia coli CueO by Mutations of Methionine 510, the Axial Ligand to the Type I Cu2009

    • Author(s)
      Kurose, S., Kataoka, K., Shinohara, N, Miura, Y., Tsutsumi, M., Tsujimura, S., Kano, K., Sakurai, T.
    • Journal Title

      Bull. Chem. Soc. Jpn. 82

      Pages: 504-508

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct Electrochemistry of CueO and Its Mutants at Residues to and near Type I Cu for Oxygen-Reducing Biocathode2009

    • Author(s)
      Miura, Y., Tsujimura, S., Kurose, S., Kamitaka, Y., Kataoka, K., Sakurai, T., Kano, K.
    • Journal Title

      Fuel Cells 9

      Pages: 70-78

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Compensatory Binding of an Asparagine Residue to the Coordination-Unsaturated Type I Cu Center in Bilirubin Oxidase Mutants2008

    • Author(s)
      Kataoka, K., Tsukamoto, K., Kitagawa, R., Ito T., Sakurai, T.
    • Journal Title

      Biochem. Biophys. Res. Commun. 371

      Pages: 416-419

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structure and Function of Type I Copper in Multicopper Oxidases2007

    • Author(s)
      Sakurai, T., Kataoka, K.
    • Journal Title

      Cell. Mol. Life Sci. 64

      Pages: 2642-2656

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Kataoka, Basic and Applied Features of Multicopper Oxidases, CueO, Bilirubin Oxidase, and Laccase2007

    • Author(s)
      Sakurai, T.
    • Journal Title

      Chem. Rec 7

      Pages: 220-229

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structure and Function of the Engineered Multicopper Oxidase, CueO from Escherichia coli-Deletion of the Methionine-Rich Helical Region Covering the Substrate Binding Site-2007

    • Author(s)
      Kataoka, K., Komori, H., Ueki, Y., Konno, Y., Kamitaka, Y., Kurose, S. Tsujimura, S., Higuchi, Y., Kano, K., Seo, D., Sakurai, T.
    • Journal Title

      J. Mol. Biol. 373

      Pages: 141-152

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of Axial Ligand Mutation of the Type I Copper Site in Bilirubin Oxidase on Direct Electron Transfer-Type Bioelectrocatalytic Reduction of Dioxigen2007

    • Author(s)
      Kamitaka, Y., Tsujimura, S., Kataoka, K. Sakurai, T., Ikeda, T., Kano, K.
    • Journal Title

      Electoanal. Chem. 601

      Pages: 119-124

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 水素結合によるマルチ銅酸化酵素CueOのレドックス制御2010

    • Author(s)
      片岡邦重, 前田康雄, 小木裕貴, 篠原尚也, 関本まどか, 櫻井武
    • Organizer
      日本農芸化学会2010年度大会
    • Place of Presentation
      東京大学駒場(東京都)
    • Year and Date
      20100327-20100328
  • [Presentation] 変異導入によるマルチ銅オキシダーゼの触媒機能の改変と創製2010

    • Author(s)
      櫻井武, 片岡邦重
    • Organizer
      日本化学会第89回春年会
    • Place of Presentation
      近畿大学(大阪府)
    • Year and Date
      2010-03-26
  • [Presentation] マルチ銅酸化酵素の触媒機能改変2009

    • Author(s)
      森口祐衣, 片岡邦重, 櫻井武
    • Organizer
      第82回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県)
    • Year and Date
      20091021-20091024
  • [Presentation] マルチ銅オキシダーゼの三核銅部位に水素結合した酸性アミノ酸の酸素還元過程における役割2009

    • Author(s)
      杉山良輔, 小森博文, 森下浩稔, 永尾俊博, 樋口芳樹, 片岡邦重, 櫻井武
    • Organizer
      第59回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学(長崎県)
    • Year and Date
      20090925-20090927
  • [Presentation] Modifications in the Redox Potential of the Type I Cu Center of CueO by the Mutations on the Coordinating and Non-Coordinating Amino Acids2009

    • Author(s)
      Kataoka, K., Maeda, Y., Kurose, S., Sekimoto, M., Shinohara, N., Tsutsumi, M., Miura, Y., Tsujimura, S., Kano, K., Sakurai, T.
    • Organizer
      14th International Conference on Bioinorganic Chemistry
    • Place of Presentation
      Nagoya International Congress Center (Japan)
    • Year and Date
      20090725-20070927
  • [Presentation] マルチ銅酸化酵素のタイプI銅酸化還元電位および酵素活性における水素結合の役割2009

    • Author(s)
      片岡邦重, 前田康雄, 伊藤喬洋, 小木裕貴, 栗田大輔, 櫻井武
    • Organizer
      第36回生体分子科学討論会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      20090619-20090620
  • [Presentation] 水素結合によるマルチ銅オキシダーゼCueOの酸化還元活性の制御2009

    • Author(s)
      前田康雄, 関本まどか, 篠原尚也, 黒瀬伸治, 片岡邦重, 三浦侑子, 堤麻衣子, 辻村清也, 加納健司, 櫻井武
    • Organizer
      第19回金属の関与する生体関連反応シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪大学銀杏会館(大阪府)
    • Year and Date
      20090611-20091612
  • [Presentation] 一価銅オキシダーゼCueOの水素結合による酵素活性制御2009

    • Author(s)
      小木裕貴, 前田康雄, 片岡邦重, 瀬尾悌介, 櫻井武
    • Organizer
      平成21年度日本化学会近畿支部会北陸地区研究発表会
    • Place of Presentation
      北陸先端科学技術大学院大学(石川県)
    • Year and Date
      2009-11-28
  • [Presentation] Reduction of Dioxygen by a Multicopper Oxidase, CueO, and Roles of Asp112 and Glu506 Located Adjacent to the Trinuclear Copper Center2009

    • Author(s)
      Sakurai, T., Kataoka, K., Sugiyama, R., Hirota, S., Inoue, M., Urata, K., Minagawa, Y., Seo, D.
    • Organizer
      14th International Conference on Bioinorganic Chemistr
    • Place of Presentation
      Nagoya International Congress Center (Japan)
    • Year and Date
      2009-07-25
  • [Presentation] 銅排出系酵素CueOによる酸素の4電子還元過程の解明2008

    • Author(s)
      杉山良輔, 浦田香苗, 片岡邦重, 瀬尾悌介, 櫻井武
    • Organizer
      第81回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県)
    • Year and Date
      20081209-20081212
  • [Presentation] CueO・・5-7変異体の結晶成長2008

    • Author(s)
      友寄克亮, 新村信雄, 櫻井武, 片岡邦重, 黒瀬伸治, 樋口芳樹, 小森博文, 梶野勉
    • Organizer
      日本中性子科学会第8回年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      20081201-20081202
  • [Presentation] Bioelectrocatalytic Reduction of O2 Catalyzed by Multi-Copper Oxidase CueO and Its Mutants2008

    • Author(s)
      Tsujimura, S., Miura, Y., Kamitaka, Y., Kurose, S., Kataoka, K., Sakurai, T., Kano, K.
    • Organizer
      214th The Electrochemical Society Meeting
    • Place of Presentation
      Honolulu (USA)
    • Year and Date
      20081012-20081017
  • [Presentation] CueOのタイプI銅軸配位子への変異導入による電気化学的特性の改変2008

    • Author(s)
      黒瀬伸治, 三浦侑子, 片岡邦重, 辻村清也, 加納健司, 櫻井武
    • Organizer
      第58回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県)
    • Year and Date
      20080920-20080922
  • [Presentation]2008

    • Author(s)
      Tomoyori, K., Niimura, N., Sakurai, T., Kataoka, K., Kurose, S., Higuchi, Y., Komori, H., Kajino, T.
    • Organizer
      21th Congress of the International Union of Crystallography
    • Place of Presentation
      saka International Convention Center(Japan)
    • Year and Date
      20080823-20080831
  • [Presentation]2008

    • Author(s)
      杉山良輔, 浦田香苗, 井上めぐみ, 片岡邦重, 櫻井武
    • Organizer
      第18回金属の関与する生体関連反応シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋市立大学(愛知県)
    • Year and Date
      20080605-20080606
  • [Presentation]2008

    • Author(s)
      Tsujimura, S., Miura, Y., Kamitaka, Y., Kurose, S., Kataoka, K., Sakurai, T., Kano, K.
    • Organizer
      213th The Electrochemical Society Meeting
    • Place of Presentation
      Phoenix (USA)
    • Year and Date
      20080518-20080513
  • [Presentation] 三配位型タイプI銅部位を持つビリルビン酸化酵素の作製2008

    • Author(s)
      片岡邦重, 塚本桂史, 北川理映子, 櫻井武
    • Organizer
      日本農芸化学会2008年度大会
    • Place of Presentation
      名城大学(愛知県)
    • Year and Date
      20080325-20080329
  • [Presentation] u(I)オキシダーゼCueOのタイプI銅部位への部位特異的変異導入による酵素活性の改変2007

    • Author(s)
      黒瀬伸治, 三浦侑子, 上高雄二, 辻村清也, 加納健司, 片岡邦重, 櫻井武
    • Organizer
      第80回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      20071210-20071215
  • [Presentation] マルチ銅オキシダーゼCueO変異体のx線構造解析2007

    • Author(s)
      小森博文, 片岡邦重, 植木優作, 今野佑介, 上高雄二, 黒瀬伸治, 辻村清也, 加納健司, 瀬尾悌介, 櫻井武, 樋口芳樹
    • Organizer
      日本結晶学会2007年度年会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(神奈川県)
    • Year and Date
      20071201-20071202
  • [Presentation] Cu(I)オキシダーゼCueOの基質結合部位への変異導入2007

    • Author(s)
      植木優作, 黒瀬伸治, 片岡邦重, 櫻井武
    • Organizer
      第57回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(愛知県)
    • Year and Date
      20070925-20070927
  • [Presentation] Cu(I)オキシダーゼCueOにおけるType I銅の軸配位子への変異導入2007

    • Author(s)
      黒瀬伸治, 三浦侑子, 上高雄二, 辻村清也, 加納健司, 片岡邦重, 櫻井武
    • Organizer
      第34回生体分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
    • Year and Date
      20070922-20070923
  • [Presentation] マルチ銅オキシダーゼCueO変異体による電気化学的酸素還元反応の解析2007

    • Author(s)
      三浦侑子, 黒瀬伸治, 上高雄二, 片岡邦重, 櫻井武, 辻村清也, 加納健司
    • Organizer
      2007年電気化学秋季大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(神奈川県)
    • Year and Date
      20070919-20070920
  • [Presentation] Cu排出系酵素CueOのCys500Ser変異体と酸素4電子還元中間体2007

    • Author(s)
      櫻井武, 片岡邦重, 黒瀬伸治, 浦田香苗, 皆川洋一, 井上めぐみ
    • Organizer
      第17回金属の関与する生体関連反応シンポジウム
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府)
    • Year and Date
      20070621-20070622
  • [Presentation] Cu(I)オキシダーゼCueOのプロテインエンジニアリングによる機能改変2007

    • Author(s)
      片岡邦重, 小森博文, 植木優作, 今野佑介, 上高雄二, 黒瀬伸治, 辻村清也, 樋口芳樹, 加納健司, 櫻井武
    • Organizer
      第40回酸化反応討論会
    • Place of Presentation
      奈良女子大学(奈良県)
    • Year and Date
      2007-11-17
  • [Presentation] マルチ銅オキシダーゼの酸素4電子還元反応の解析2007

    • Author(s)
      杉山良輔, 浦田香苗, 井上めぐみ, 瀬尾悌介, 片岡邦重, 櫻井武
    • Organizer
      平成19年度日本化学会近畿支部会北陸地区研究発表会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県)
    • Year and Date
      2007-11-10
  • [Book] Wiley, Copper Oxygen Chemistry2010

    • Author(s)
      Multicopper Proteins, Sakurai, T., Kataoka, K
    • Publisher
      (in press)
  • [Book] バイオ電気化学の実際-バイオセンサ・バイオ電池の実用展開-(池田篤治編)2007

    • Author(s)
      マルチ銅オキシダーゼ, 櫻井武
    • Total Pages
      92-100
    • Publisher
      シーエムシー出版
  • [Remarks]

    • URL

      http://biochem.web.fc2.com/index.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 電極触媒,酵素電極,燃料電池およびバイオセンサ2009

    • Inventor(s)
      片岡邦重, 櫻井武, 前田康雄, 伊藤喬洋
    • Industrial Property Rights Holder
      金沢大学
    • Industrial Property Number
      特許特願2009-028988
    • Filing Date
      2009-02-10

URL: 

Published: 2011-06-18   Modified: 2016-04-21  

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