2015 Fiscal Year Annual Research Report
生体触媒におけるメタン水酸化反応制御に寄与する触媒部位への電子伝達経路の解明
| Project/Area Number |
25630363
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
宮地 輝光 東京工業大学, 総合理工学研究科, 助教 (40452023)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | メタン水酸化反応 / 生体触媒 / 電子伝達 / 活性酸素 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、メタンからメタノールへの酸化反応に活性な銅含有メタン酸化酵素における抗酸化活性種生成の制御機構を明らかにするため、銅含有メタン酸化酵素触媒中心への電子伝達経路を特定することを目的とした。平成２６年度までに電子伝達経路を特定し、平成２７年度はメタンからメタノールへの酸化反応に活性な銅含有メタン酸化酵素の銅イオン配位構造を明らかにするため、酵素へのアミノ酸側鎖置換を行った。その結果、アミノ酸置換した銅含有メタン酸化酵素は、酵素を生合成する微生物細胞内において強い毒性を示すため、酵素が合成できないことがわかった。一方、メタン以外のアルカンを酸化できる酵素に種々のアミノ酸側鎖置換を行った場合、酵素を合成する細胞への毒性は観測されなかった。この結果は、銅含有メタン酸化酵素の銅イオン配位構造を明らかにするためには、この細胞毒性を回避する新たな酵素合成法を確立する必要があることを示している。
メタン以外の基質分子を酸化する銅含有酵素において、電子スピン共鳴－スピントラップ法によって生成する活性酸素を測定した。その結果、これら酵素においてヒドロキシラジカルや一重項酸素が生成することを明らかにした。これら酵素の生合成において細胞毒性を示さなかったことから、これら活性種そのものが細胞毒性の要因ではないと考えられる。一方、活性酸素種の生成量は酵素のアミノ酸置換に依存した。すなわちアミノ酸置換の影響により、これら活性酸素種の生成量が増えることで高い細胞毒性を発現する可能性が示唆された。
|
