2019 Fiscal Year Research-status Report
シトクロムP450-還元酵素複合体の立体構造解析による電子移動機構解明
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19K06515
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| Research Institution | Kurume University |
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Principal Investigator |
杉島 正一 久留米大学, 医学部, 准教授 (30379292)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 秀明 久留米大学, 医学部, 准教授 (60271996)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 電子移動 / 酸化還元酵素 / X線小角散乱 / X線結晶構造解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
シトクロムP450(P450)は小胞体膜やミトコンドリア膜に結合したヘム酵素であり、そのヘム鉄に結合した酸素分子を活性化し、様々な脂質（ステロイドや薬物などの異物）の水酸化反応を触媒する。様々な脂質に対応するために、基質特異性の異なる数多くのP450が知られており、ヒトの場合50種以上のP450が知られている。
P450が酵素反応に必要な酸素分子を活性化するためには、鉄硫黄クラスターを補因子とするアドレノドキシン(Adx)やフラビン酵素であるCPRからの還元力が必要である。CPRはFADとFMNを補酵素とする酵素で、電子はNADPHからFAD, FMNを経由して、P450などのヘム蛋白質へと受け渡される。この電子移動経路の詳細を明らかにするためには、酸化還元複合体の立体構造が必要であるが、CPR-P450複合体に関しては、いまだに構造解析例がない。
本研究はシトクロムP450還元酵素（CPR）からシトクロムP450への電子移動機構を明らかにするために、CPR-p450複合体の構造情報を得ることを目的としている。天然にはCPR-P450がタンデムに結合したP450-BM3という酵素が存在する。研究実施計画ではP450-BM3の調製系確立、P450-BM3のX線小角散乱法による溶液構造の解明、P450-BM3の結晶構造解析を挙げている。現在までに、大腸菌におけるP450-BM3の発現系を構築し、精製方法も確立した。また、X線小角散乱を用いた解析や多角度光散乱法による解析から、P450-BM3はホモダイマーを形成していることや、その概形について情報が得られている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
P450-BM3の発現精製系の確立およびX線小角散乱法による概形の計算に成功しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
X線小角散乱の結果から得られた分子の概形に対して、すでに明らかになっているドメインレベルの結晶構造を当てはめる。また、そこからホモダイマー構造を安定化するための変異などを導入し、結晶化につなげていく。
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| Causes of Carryover |
コロナウイルス感染症拡大などの影響により、学会や放射光実験などの出張が取りやめとなったり、試薬等の使用量減少があったため、差が生じた。翌年度以降に主に物品費として使用する。
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