2011 Fiscal Year Annual Research Report
ヘムオキシゲナーゼ反応の中間過程および電子授受機構の解明
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21590321
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| Research Institution | Kurume University |
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Principal Investigator |
野口 正人 久留米大学, 医学部, 教授 (10124611)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
東元 祐一郎 久留米大学, 医学部, 准教授 (40352124)
佐藤 秀明 久留米大学, 医学部, 准教授 (60271996)
杉島 正一 久留米大学, 医学部, 講師 (30379292)
坂本 寛 九州工業大学, 情報工学研究院, 准教授 (70309748)
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| Keywords | 酵素 / 生体分子 / 蛋白質 / 有機化学 |
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| Research Abstract |
ヘムオキシゲナーゼー1(HO-1)と反応中間体α-ベルドヘムの複合体を嫌気下で調製し,複合体におけるベルドヘムのオキサポルフィリン環の一電子還元について光電気化学的手法により還元電位を求めた。また,この電気化学的還元およびシトクロムP450還元酵素から複合体への電子伝達における,CO等のリガンドの効果について検討した。
まず、光電気化学的手法により各電位における鉄(II)α-ベルドヘム・HO-1複合体の吸収スペクトルを測定したところ、ベルドヘムπ-中性ラジカル体の生成が確認された。ネルンストプロット解析により,HO-1に結合した鉄(II)ベルドヘムのオキサポルフィリン環に対する一電子還元反応の還元電位として-0.47V vs.NHEを得た。しかしながら,この値はCPRの補欠分子族FMN,FADや補酵素NADPHの酸化還元電位よりも0.1V以上低い。一方HO-1に結合したCO配位型鉄(II)ベルドヘムの環の還元電位は-0.41V vs.NHEであり,HO-1に結合したco配位型ベルドヘムの環がNADPH/cPR系によって還元される可能性を示唆していた。HO-1に結合したCO配位型ベルドヘムにCPRとNADPHを反応系に加えところ,外来配位子を添加しない場合には反応が進行しないのに対し,COを配位させた場合には一電子還元反応によるπ-中性ラジカル体の生成が確認できた。この結果は,生理的条件におけるHO-1による鉄(II)α-ベルドヘムの分解過程でも,まず0_2が鉄に軸配位した後,オキサポルフィリン環がCPRにより還元されて,ビリベルジン鉄錯体への転換が進行するものと推測される。
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