2012 Fiscal Year Annual Research Report
非ヘム鉄型機能制御を付与した遷移金属活性中心による酸素活性化
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22550060
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
舩橋 靖博 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (00321604)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 酸素活性化 / チロシナーゼ / Type III銅モデル / 非ヘム鉄オキシゲナーゼモデル / 反応機構解析 / 設計蛋白質 |
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| Research Abstract |
生体内においてType III銅と呼ばれる二核の銅中心を有する蛋白質には、酸素運搬体であるヘモシアニンに類似した酸素添加酵素であるチロシナーゼがある。本酵素は、基質である芳香環に水酸基を導入するために酸素分子と結合してmu-eta2:eta2-peroxo種を形成する。近年我々が明らかにしたbutterfly型のmu-eta2:eta2-peroxo種のモデル化合物の生成をヒントにして、基質であるL-チロシンがチロシナーゼと反応する際の精密な反応中間体モデルとして、二核銅－酸素錯体にフェノール誘導体が結合したperoxo種の生成に成功した。そこに反応活性なフェノール誘導体が用いられた場合は、収率良くカテコール誘導体に変換され、その途中に同様なperoxo種が生成することも起こることも明らかになりつつある。これに先立ち、我々は、反応不活性なフェノール誘導体が脱プロトン化して二核銅中心に配位したmu-eta2:eta2-peroxo種の結晶化に成功し、単結晶X線構造解析を行った。その構造から得られた知見は、今後、チロシナーゼの反応機構において、芳香族求電子置換反応を引き起こす真の酸化活性種の理解に大きな前進を促すものであった。その全貌を明らかにするため、現在さらに実験的な証拠を積み重ねている。
関連して行った単核の非ヘム鉄オキシゲナーゼモデルの理解を促すため、マンガン(II)錯体と過酢酸の反応をstopped flow-rapid scanning法により吸収とIRスペクトルの時間分解測定を行い、O-O結合のヘテロリティックな切断と、酸化活性種とみられるMn(IV)中間体種の分光学的な検出に成功した。さらに人工蛋白質環境による構造制御を施した金属活性部位の設計を目指して、電子移動部位であるTypeI銅やCuA部位のモデル化とその分光学的検討にも展開した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Creation of a Binuclear Purple Copper Site within a de Novo Coiled-Coil Protein2012
Author(s)
D. Shiga, Y. Funahashi, H. Masuda, A. Kikuchi, M. Noda, S. Uchiyama, K. Fukui, K. Kanaori, K. Tajima, Y. Takano, H. Nakamura, M. Kamei, T. Tanaka
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Journal Title
Biochemistry
Volume: 51
Pages: 7901-7907
DOI
Peer Reviewed
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