2012 Fiscal Year Annual Research Report
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24350081
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
齋藤 正男 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (70302239)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ヘム分解 / 酸素活性化 / 反応機構 / ベルドヘム / 結核菌 / 黄色ブドウ球菌 |
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| Research Abstract |
本年度は主に新規IsdG型ヘム分解酵素の反応機構について検討した。これまでの予備的な研究において、結核菌由来のIsdG型ヘム分解酵素(MhuD)は特殊なヘム代謝産物(マイコビリン)を与えること見いだしていた。そこでまず、MhuD反応を高濃度かつ大容量で行うシステムを構築し、マイコビリンの効率的な抽出・精製法を確立することで、大量のマイコビリンを調製した。得られたマイコビリン(2種の異性体)の構造をNMRなどの測定により決定したところ、マイコビリン開環部の炭素はいずれの異性体でもアルデヒド基として保持されていることが示された。この構造はMhuDによるヘム分解ではCOが発生しないことを示唆しており、実際検出を試みたところ、ほとんど見られなかった。COを発生しない酵素的なヘム分解は初めての例で有り、IsdG型酵素の特徴である「ヘムの異常な歪み」がヘム分解機構を大きく変化させていると考えられる。MhuDに関しては活性型ヘム複合体の結晶構造は未だ明らかでないが、各種分光学的測定を行うにより、活性中心構造は黄色ブドウ球菌のIsdGおよびIsdIと類似しており、ヘムも同様に歪んでいることを示した。以上の結果は、やはりヘムが歪んでいるIsdG/IsdIの反応でCOが発生するという仮定に疑問を投げかけ、実際、従来の常識とは異なってIsdG/lsdIの反応でもCOが生成しないことを見いだした。今後、結核菌、黄色ブドウ球菌のIsdG型酵素の反応解析を進め、その特殊な機構の解明を目指す。
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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
本年度はベルドヘム関連の研究に目立った進展はないが、これはMhuD反応の研究で非常に大きな発見をし、その解明に集中して取り組んだ結果である。MhuD研究の成果の一部はJ.Biol.Cbem.誌への掲載が既に決定しており、"Papers of the Week"(掲載論文中、トップ約2%)に選ばれたことは、この成果の重要性を明確に示している。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記のMhuD研究の成果の重要性を鑑み、本研究の重点をMhuDを含むlsdG型酵素の反応研究に移す。次年度はまずIsdG型酵素における反応生成物の特定を進め、分光測定や合成化学的手法も合わせることで、具体的な反応中間体の解明に取り組む予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
今年度は予定していた中間体研究を行わなかったため研究費の次年度使用が必要となった。しかし、同様の実験は次年度にまとめて行う予定で有り、当該補助金を充てるように計画している。
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