2014 Fiscal Year Annual Research Report
ヘムオキシゲナーゼに関わる蛋白間相互作用およびＣＯによるシグナル伝達機構の解明
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24750169
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| Research Institution | Kurume University |
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Principal Investigator |
原田 二朗 久留米大学, 医学部, 講師 (10373094)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ヘム酵素 / ヘムオキシゲナーゼ / NMR緩和分散測定 / ヘム代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヘムオキシゲナーゼ(HO)は、シトクロムP450還元酵素(CPR)やビリベルジン還元酵素など複数のタンパク質と相互作用し、基質ヘムをビリベルジン、次いでビリルビンへと変換するヘム分解系で働く酵素である。本研究課題では、HOに関わる酵素群との相互作用機構を明らかとすることを目的としている。また研究の一環として、新しい手法であるNMR緩和分散測定法が、タンパク質の未知機能探索に有効であることを実証していく。
昨年度において明らかとなったHO-CPR複合体の立体構造から、両タンパク間での電子の授受経路が見出された。そのために、平成24年度に結論付けたHOのF79A変異体解析の結果を再考する必要が生じ、改めて検討を行った。以前までは、HOのR185はCPRとの相互作用に関わり、さらに同タンパク質からの電子の受け取りを行っているとことが示唆された。しかしながら複合体の構造から、このHOのR185は電子供与体であるCPRのFMNから距離が離れており、電子受容体の可能性は低いと考えられた。R185の近傍にあるF79のAla置換変異は、CPRとの相互作用が低下しており、そのF79A変異体の立体構造を調べてみると、R185の側鎖の配向に影響を及ぼしていた。このことから、R185はCPRとの結合のみに大きく関わっていると考えられ、これはHO-CPR複合体の構造とも矛盾しない結果となった。NMR緩和分散測定において、F79近辺のアミノ酸はHOのヘム結合時に動的変化が観察されている。これらのアミノ酸は、ヘム結合部位から離れているにも関わらず、いくつかの変異体の解析において、ヘムとの結合に関わっていた。HOはヘムと結合することでCPRとの相互作用が強くなることが明らかとなっているが、上記F79周辺にCPRとの相互作用に関わるR185が存在するのは興味深い。HOのヘム結合とCPRからの電子の授受が、一連の微細な動作によって効果的に行われていると考えられた。
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