生体高分子の動的構造解析を目的とした時間分解EXAFS法の試み

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61880025
• Research Institution: The Institute of Physicaland Chemical Research
• Principal Investigator: 飯塚 哲太郎 理化学研究所, 生体物理化学研究室, 主任研究員 (30029475)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 城 宣嗣 理化学研究所, 生体物理化学研究室, 研究員 (70183051) ; 高橋 勝緒 理化学研究所, 生体物理化学研究室, 副主任研究員 (30087580)
• Keywords: 動的構造解析 / EXAFS / XANES / ヘム蛋白質 / ペルオキシダーゼ / ミオグロビン / チトクロムP450 / フラッシュフォトリシス

Research Abstract

63年度は、本試験研究の最終年度に当るので、前年度までに試作した装置による各種試料の測定・解析に重点を置くと共に、3年間にわたる研究の取りまとめを行なった。
1.X線吸収スペクトルにおいて、EXAFS(Kー吸収端から高エネルギー側500eVの範囲)のみならず、XANES(Kー吸収端近傍50eVにわたる微細構造)の領域も局所構造解析に重要と考え、今年度は各試料のXANES測定をも重視した。
2.西洋ワサビペルオキシダーゼの不安定中間体(コンパウンドIIとIII)を急速凍結により捕捉しEXAFS/XANESスペクトルを精密に測定した。EXAFSからヘム鉄と第6配位子(O原子)との距離を、XANESから配位子の結合角度を求めた。
3.XANES領域において、Kー吸収端直前に観測される1s→3d禁制遷移ピークならびにKー吸収端を構成する二つのピーク(CとD)に着目し酸化型高スピン状態のヘム蛋白質を詳細に比較した。その結果両indicatorともにヘム鉄と第6配位子との距離を反映して変化する事を発見した。
4.(ヘム蛋白質において)配位子の結合・解離を制御するヘム鉄近傍のアミノ酸残基(ヒスチジン)を化学修飾したミオグロビンを調製し、ESR、フラッシュフォトリシス、X線結晶構造解析法によりその構造と反応性を検討し、EXAFS/XANESから得た知見と比較した。
5.緑膿菌から大量に抽出・精製したチトクロムP450(基質:カンファー)の一酸化炭素複合体、酸素複合体、青酸イオン複合体にEXAFS/XANES法を適用し、ヘム鉄近傍の詳細な局所構造解析を実行した。

Research Products

• [Publications] Kawato,S.: J.Biochem.104. 188-191 (1988)
• [Publications] 飯塚哲太郎: 学術月報. 41. 57 (1988)
• [Publications] 青野正和: ISOTOPE NEWS. 406. 23-24 (1988)
• [Publications] Hori,H.: J.Biol.Chem.264. (1989)
• [Publications] Shiro,Y.: Biochemistry. (1989)
• [Publications] 城宜嗣: "「新生化学実験法」第V巻高次構造(状態解析)のうち「3・1吸光法」" 丸善, (1989)