2012 Fiscal Year Annual Research Report
新規ペルオキシダーゼファミリーを代表する酵素ＤｙＰの触媒メカニズムの解明
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22570136
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| Research Institution | Japan Women's University |
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Principal Investigator |
菅野 靖史 日本女子大学, 理学部, 教授 (90282855)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | ＤｙＰ型ペルオキシダーゼ / ＤｙＰ / 反応メカニズム / スイングモデル / 基質結合部位 |
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| Research Abstract |
平成２４年度は、ＤｙＰの反応メカニズムの解明に焦点を当てた。ＤｙＰは、最近その存在が知られるようになったものの、自然界に広く分布していることが明らかになりつつある。一方で、従来型のペルオキシダーゼとは触媒残基や立体構造が全く異なる事もわかっている。そこで、ＤｙＰの触媒サイクルに伴う反応中間体の生成メカニズムについて、放射光を用いたＸ線結晶構造解析により解明した。まず、野生型ＤｙＰ、ヘム鉄に配位することで、過酸化水素分子のモデル化合物となるシアン化合物をソーキングした野生型DyP、触媒残基であるアスパラギン酸をアスパラギンに変換した部位特異変異体D171N、シアン化合物をソーキングしたD171Nの各種結晶構造解析を行った。その結果、触媒残基のアスパラギン酸は、過酸化水素分子をとらえるためのアームのように働くことが明らかとなった。このアームの動きをスイングモデルとして提案した。
次に、一般的なペルオキシダーゼの基質とＤｙＰが反応することを確認し、その結合部位を調べた。基質としてはアスコルビン酸と２，６ジメトキシフェノールを用いた。これらの基質をあらかじめ作製したＤｙＰ結晶にソーキングし、放射光Ｘ線結晶構造解析を行ったところ、両基質に共通の結合部位が１か所見つかった。この結合部位は、ＤｙＰの分子表面上に存在しており、ＤｙＰの分子内部にあるヘム領域とは、位置的には遠く離れているように見えた。しかし。この結合部位から、ヘム領域へは水分子などを介した水素結合ネットワークが存在し、このネットワークを通ってプロトンや電子の伝達が可能であり、これにより基質の酸化反応が可能であることを見出した。
平成２２年度からの本研究を通じて、ＤｙＰの構造的な独立性が顕著となる一方で、このタイプの酵素、すなわちＤｙＰ型ペルオキシダーゼの報告例も増えており、今後の研究の進捗に注目が集まっている。
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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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