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2011 Fiscal Year Final Research Report

Investigation of the intermediary steps and electron transfer mechanism of heme degradation by heme oxygenase

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 21590321
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field General medical chemistry
Research InstitutionKurume University

Principal Investigator

NOGUCHI Masato  久留米大学, 医学部, 教授 (10124611)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) HIGASHIMOTO Yuichirou  久留米大学, 医学部, 准教授 (40352124)
SATO Hideaki  久留米大学, 医学部, 准教授 (60271996)
SUGISHIMA Masakazu  久留米大学, 医学部, 講師 (30379292)
SAKAMOTO Hiroshi  九州工業大学, 情報工学部, 准教授 (70309748)
Research Collaborator GRAHAM Palmer  Rice Univ, Cell Biol, Dept. Biochem.
Project Period (FY) 2009 – 2011
Keywords生体分子医学 / ヘム分解
Research Abstract

Heme oxygenase(HO) catalyzes the heme degradation utilizing molecular oxygen and reducing equivalents from NADPH-cytochrome P450 reductase(CPR). The purposes of this study are the characterization of electron pathway between NAPDH bound to CPR to heme bound to HO. To probe the cleavage mechanism of oxaporphyrin ring of ferrousα-verdoheme, an intermediate in the HO reaction, ferrous verdoheme-rat HO-1 complex was prepared under anaerobic conditions. Electrochemical reduction of the complex was performed under anaerobic conditions and the reduction potential for one-electron reduction of the oxaporphyrin ring of ferrous verdoheme was determined. Effects of ligands such as CO on the electrochemical reduction and the electron transfer from NADPH-cytochrome P450 reductase to the complex were investigated. In addition, the crystal structure of rat HO-1 in complex with ferrousα-verdoheme was determined.

  • Research Products

    (34 results)

All 2012 2011 2010 2009

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (26 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Caveolin-1 is acompetitive inhibitor of heme oxygenase-1(HO-1) with heme : Identification of a minimumsequence in caveolin-1 for binding to HO-12011

    • Author(s)
      J. Taira, M. Sugishima, Y. Kida, E. Oda, M. Noguchi, and Y. Higashimoto
    • Journal Title

      Biochemistry

      Volume: 50 Pages: 6824-6831

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Amonogalactosyldiacylglycerol synthase found inthe green sulfur bacterium Chlorobaculumtepidum reveals important roles for galactolipidsin photosynthesis2011

    • Author(s)
      S. Masuda, J. Harada, M. Yokono, Y. Yuzawa, M. Shimojima, K. Murofushi, H. Tanaka, H. Masuda, M. Murakawa, T. Haraguchi, M. Nishimura, H. Yuasa, M. Noguchi, H. Oh-oka, A. Tanaka, H. Tamiaki, and H. Ohta
    • Journal Title

      Plant cell

      Volume: 23(7) Pages: 2644-2658

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Protein dynamics ofheme-heme oxygenase-1 complex followingcarbon monoxide dissociation2011

    • Author(s)
      M. Yamaoka, M. Sugishima, M. Noguchi, K. Fukuyama, and Y. Misutani
    • Journal Title

      J. Roman Spectrosc

      Volume: 42 Pages: 910-916

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reduction of oxaporphyrin ringof CO-boundα-verdoheme complexed withheme oxygenase-1 by NADPH-cytochromeP450 reductase2011

    • Author(s)
      H. Sato, Y. Higashimoto, H. Sakamoto, M. Sugishima, C. Shimokawa, J. Harada, G. Palmer, and M. Noguchi
    • Journal Title

      J. Inorg. Biochem

      Volume: 105(2) Pages: 289-296

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal Structures of the Substrate-Bound Forms of Red Chlorophyll Catabolite Reductase : Implicationsfor Site-Specific and Stereospecific Reaction2010

    • Author(s)
      M. Sugishima, Y. Okamoto, M. Noguchi, T. Kohchi, H. Tamiaki and K. Fukuyama
    • Journal Title

      J. Mol. Biol

      Volume: 402(5) Pages: 879-891

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal structure of redchlorophyll catabolite reductase : Enlargement ofthe ferredoxin-dependent bilin reductase family2009

    • Author(s)
      M. Sugishima, Y. Kitamori, M. Noguchi, K. Takayuki, K. Fukuyama
    • Journal Title

      J. Mol. Biol

      Volume: 389(2) Pages: 376-387

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal structure of rat haem oxygenase-1 incomplex with ferrous verdohaem : presence of ahydrogen-bond network on the distal side2009

    • Author(s)
      H. Sato, M. Sugishima, H. Sakamoto, Y. Higashimoto, Chizu Shimokawa, KeiichiFukuyama, Graham Palmer and M. Noguchi
    • Journal Title

      Biochem. J.

      Volume: 419(2) Pages: 339-345

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ヘム結合時にヘムオキシゲナーゼ表面で揺らぐアミノ酸はどのような機能をもつのか2012

    • Author(s)
      原田二朗, 原田英里砂, 東元祐一郎, 杉島正一, 佐藤秀明, 平順一, 福山恵一, 菅瀬謙治, 野口正人
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應大学日吉キャンパス・矢上キャンパス,横浜市
    • Year and Date
      20120325-28
  • [Presentation] Structural fluctuation of heme oxygenase regulates hemedegradation process2011

    • Author(s)
      E. Harada, M. Sugishima, J. Harada, M. Noguchi, K. Fukuyama, K. Sugase
    • Organizer
      The International Symposium on Nuclear Magnetic Resonance 2011
    • Place of Presentation
      OSANBASHI Hall,横浜
    • Year and Date
      20111115-18
  • [Presentation] ヘムオキシゲナーゼの変異体の解析から考察される電子伝達系2011

    • Author(s)
      原田二朗, 原田英里砂, 東元祐一郎, 佐藤秀明, 杉島正一, 平順一, 福山恵一, 菅瀬謙治, 野口正人
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館,京都市
    • Year and Date
      20110921-24
  • [Presentation] Identificationof an allosteric site from the analysis of protein fluctuation using NMR2011

    • Author(s)
      E. Harada, M. Sugishima, J. Harada, M. Noguchi, K. Fukuyama, K. Sugase
    • Organizer
      第49回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学姫路書写キャンパス,姫路市
    • Year and Date
      20110916-18
  • [Presentation] ヘムオキシゲナーゼのタンパク質分子表面で愉楽アミノ酸残基R85の変異体から考察される電子伝達系2011

    • Author(s)
      原田二朗, 原田英里砂, 東元祐一郎, 佐藤秀明, 杉島正一, 平順一, 福山恵一, 菅瀬謙治, 野口正人
    • Organizer
      第5回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場「エスカルポつくば」,つくば市
    • Year and Date
      20110912-14
  • [Presentation] ヒドロキシメチルビラン合成酵素・基質複合体の質量分析法による同定2011

    • Author(s)
      佐藤秀明, 増子隆博, 塚口舞, 小俣義明, 久枝良雄, 野口正人
    • Organizer
      第5回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場「エスカルポつくば」,つくば市
    • Year and Date
      20110912-14
  • [Presentation] ヘムオキシゲナーゼの分子表面で揺らぐアミノ酸残基の変異体解析2011

    • Author(s)
      原田二朗, 原田英里砂, 東元祐一郎, 杉島正一, 平順一, 佐藤秀明, 福山恵一, 菅瀬謙治, 野口正人
    • Organizer
      平成23年度日本生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      久留米大学医学部筑水会館,久留米市
    • Year and Date
      20110521-22
  • [Presentation] NMRによって揺らぎが観測されたヘムオキシゲナーゼ表面アミノ酸の機能解析2011

    • Author(s)
      原田二朗, 原田英里砂, 東元祐一郎, 杉島正一, 平順一, 佐藤秀明, 福山恵一, 菅瀬謙治, 野口正人
    • Organizer
      日本化学会第91春季年会
    • Year and Date
      2011-03-11
  • [Presentation] バイオヘムセンサーを用いたヘム蛋白質の新規スクリーニング定量法の提案2010

    • Author(s)
      古賀真也, 山崎一樹, 東元祐一郎, 野口正人, 小松英幸, 坂本寛
    • Organizer
      第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会(BMB2010)
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド,兵庫
    • Year and Date
      20101207-10
  • [Presentation] Sensitive heme sensor using fluorescent-labeled heme oxygenase-12010

    • Author(s)
      S. Koga, Y. Higashimoto, M. Noguchi, H. Komatsu, H. Sakamoto
    • Organizer
      5th International Peptide Symposium
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20101204-09
  • [Presentation] Elucidation of heme-recognition mechanism of rat heme oxygenase-1 by relaxation dispersionspectroscopy2010

    • Author(s)
      E. Harada, M. Sugishima, M. Noguchi, K. Fukuyama, K. Sugase
    • Organizer
      XXIVth International Conferenceon Magnetic Resonance in Biological Systems
    • Place of Presentation
      Cairns Convention Centre, Cairns, Australia
    • Year and Date
      20100822-27
  • [Presentation] NMRによるヘムオキシゲナーゼのヘム認識機構の解明,蛋白研セミナー超高磁場が拓く生体系NMR :最新技術と応用2010

    • Author(s)
      菅瀬謙治, 原田英里砂, 杉島正一, 野口正人, 福山恵一
    • Place of Presentation
      大阪大学蛋白質研究所,大阪
    • Year and Date
      20100729-30
  • [Presentation] NMRによるヘムオキシゲナーゼのヘム認識機構の解明2010

    • Author(s)
      原田英里砂, 杉島正一, 野口正人, 福山恵一, 菅瀬謙治
    • Organizer
      第10回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター,北海道
    • Year and Date
      20100616-18
  • [Presentation] 蛍光ラベル化HO-1を用いたヘムセンサーにおける蛍光色素導入箇所の検討2010

    • Author(s)
      山崎一樹, 古賀真也, 東元祐一郎, 野口正人, 末田慎二, 小松英幸, 坂本寛
    • Organizer
      平成22年度日本生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学郡元キャンパス,鹿児島
    • Year and Date
      20100522-23
  • [Presentation] ヘムオキシゲナーゼ-2とシトクロムP450還元酵素の結合様式の検討2010

    • Author(s)
      福嶋祐也, 吉永篤史, 東元祐一郎, 野口正人, 末田慎二, 小松英幸, 坂本寛
    • Organizer
      平成22年度日本生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学郡元キャンパス,鹿児島
    • Year and Date
      20100522-23
  • [Presentation] カベオリンによるヘムオキシゲナーゼ-1の活性阻害および阻害機構の解明2010

    • Author(s)
      平順一, 杉島正一, 小田えり子, 野口正人, 東元祐一郎
    • Organizer
      平成22年度日本生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学郡元キャンパス,鹿児島
    • Year and Date
      20100522-23
  • [Presentation] Hinge欠損型NADPH-シトクロムP450還元酵素を用いたヘムオキシゲナーゼ反応と相互作用解析2010

    • Author(s)
      杉島正一, 原田二朗, 佐藤秀明, 下川千寿, 原田沙織, 野口正人
    • Organizer
      平成22年度日本生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学郡元キャンパス,鹿児島
    • Year and Date
      20100522-23
  • [Presentation] ベルドへム-ヘムオキシゲナーゼ-1複合体の構造解析2010

    • Author(s)
      佐藤秀明, 杉島正一, 坂本寛, 東元祐一郎, 福山恵一, 野口正人
    • Organizer
      日本化学会第90春季年会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス,大阪
    • Year and Date
      20100326-29
  • [Presentation] ペプチドアミド化反応における亜鉛および鉄イオンの役割2010

    • Author(s)
      下川千寿, 原田沙織, 東元祐一郎, 佐藤秀明, 杉島正一, 野口正人
    • Organizer
      日本化学会第90春季年会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス,大阪
    • Year and Date
      20100326-29
  • [Presentation] ラットヘムオキシゲナーゼ-1と基質へムとの結合における誘導適合モデルのカロリメトリー解析2009

    • Author(s)
      岩崎浩之, 杉島正一, 東元祐一郎, 野口正人, 小松英幸, 坂本寛
    • Organizer
      第82回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場,兵庫
    • Year and Date
      20091021-24
  • [Presentation] Ferrousa-verdoheme in complex with rat heme oxygenase-1.Its crystal stucture andelectrochemistry.(Heme oxygenases in biologyand medicine)2009

    • Author(s)
      H. Sato, M. Sugishima, Y. Higashimoto, H. Sakamoto, C. Shimokawa, M. Noguchi
    • Organizer
      The 6th international congress on heme oxygenases
    • Place of Presentation
      MiamiBeach, Florida, USA
    • Year and Date
      20090930-1004
  • [Presentation] ヘム分解酵素ヘムオキシゲナーゼのヘム結合解析とヘムセンサーとしての応用2009

    • Author(s)
      古賀真也, 岩崎浩之, 小松英幸, 杉島正一, 東元祐一郎, 野口正人, 坂本寛
    • Organizer
      第58回高分子討論会
    • Place of Presentation
      熊本大学黒髪キャンパス,熊本
    • Year and Date
      20090916-17
  • [Presentation] α-ベルドへム-ヘムオキシゲナーゼ-1複合体の電気化学と結晶構造2009

    • Author(s)
      佐藤秀明, 杉島正一, 東元祐一郎, 坂本寛, 福山恵一, 野口正人
    • Organizer
      第24回生体機能関連化学シンポジウム・第12回バイオテクノロジー部会シンポジウム
    • Place of Presentation
      九州大学医系キャンパス・百年講堂,福岡
    • Year and Date
      20090913-15
  • [Presentation] Crystal structure of redchlorophyll catabolite reductase(RCCR) revealsthat RCCR and ferredoxin dependent bilin reductase were evoloved from the commonancestor2009

    • Author(s)
      M. Sugishima, Y. Kitamori, M. Noguchi, T. Kohchi, K. Fukuyama
    • Organizer
      International conference on tetrapyrrole photoreceptors of photosynthetic organisms 2009
    • Place of Presentation
      Asilomar conference center, Pacific grove CA, USA
    • Year and Date
      20090726-31
  • [Presentation] α-ベルドヘム-ヘムオキシゲナーゼ-1複合体の結晶構造2009

    • Author(s)
      佐藤秀明, 杉島正一, 坂本寛, 東元祐一郎, 野口正人
    • Organizer
      平成21年度日本生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      九州大学病院地区コラボ・ステーション,福岡
    • Year and Date
      20090516-17
  • [Presentation] 等温滴定カロリメトリーによるラットヘムオキシゲナーゼ-1の基質結合における誘導適合モデルの検討2009

    • Author(s)
      岩崎浩之, 大村昇, 杉島正一, 東元祐一郎, 野口正人, 小松英幸, 坂本寛
    • Organizer
      平成21年度日本生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      九州大学病院地区コラボ・ステーション,福岡
    • Year and Date
      20090516-17
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 緑色硫黄細菌変異体およびバクテリオクロロフィル2012

    • Inventor(s)
      原田二朗、野口正人、民秋均
    • Industrial Property Rights Holder
      原田二朗、野口正人、民秋均
    • Industrial Property Number
      特許願、特願2012-28919
    • Filing Date
      2012-02-13

URL: 

Published: 2013-07-31   Modified: 2014-02-25  

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