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Investigation of the intermediary steps and electron transfer mechanism of heme degradation by heme oxygenase

Research Project

Project/Area Number 21590321
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field General medical chemistry
Research InstitutionKurume University

Principal Investigator

NOGUCHI Masato  久留米大学, 医学部, 教授 (10124611)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) HIGASHIMOTO Yuichirou  久留米大学, 医学部, 准教授 (40352124)
SATO Hideaki  久留米大学, 医学部, 准教授 (60271996)
SUGISHIMA Masakazu  久留米大学, 医学部, 講師 (30379292)
SAKAMOTO Hiroshi  九州工業大学, 情報工学部, 准教授 (70309748)
Research Collaborator GRAHAM Palmer  Rice Univ, Cell Biol, Dept. Biochem.
Project Period (FY) 2009 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2011: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords生体分子医学 / ヘム分解 / 酵素 / 生体分子 / 蛋白質 / 有機化学
Research Abstract

Heme oxygenase(HO) catalyzes the heme degradation utilizing molecular oxygen and reducing equivalents from NADPH-cytochrome P450 reductase(CPR). The purposes of this study are the characterization of electron pathway between NAPDH bound to CPR to heme bound to HO. To probe the cleavage mechanism of oxaporphyrin ring of ferrousα-verdoheme, an intermediate in the HO reaction, ferrous verdoheme-rat HO-1 complex was prepared under anaerobic conditions. Electrochemical reduction of the complex was performed under anaerobic conditions and the reduction potential for one-electron reduction of the oxaporphyrin ring of ferrous verdoheme was determined. Effects of ligands such as CO on the electrochemical reduction and the electron transfer from NADPH-cytochrome P450 reductase to the complex were investigated. In addition, the crystal structure of rat HO-1 in complex with ferrousα-verdoheme was determined.

Report

(4 results)
  • 2011 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (62 results)

All 2012 2011 2010 2009

All Journal Article (14 results) (of which Peer Reviewed: 14 results) Presentation (47 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Caveolin-1 is acompetitive inhibitor of heme oxygenase-1(HO-1) with heme : Identification of a minimumsequence in caveolin-1 for binding to HO-12011

    • Author(s)
      J. Taira, M. Sugishima, Y. Kida, E. Oda, M. Noguchi, and Y. Higashimoto
    • Journal Title

      Biochemistry

      Volume: 50 Pages: 6824-6831

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    • Journal Title

      Plant cell

      Volume: 23(7) Pages: 2644-2658

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      H. Sato, Y. Higashimoto, H. Sakamoto, M. Sugishima, C. Shimokawa, J. Harada, G. Palmer, and M. Noguchi
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      J. Inorg. Biochem

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    • Journal Title

      Biochemistry

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    • DOI

      10.1021/bi200601t

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    • Journal Title

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      Volume: 23 Issue: 7 Pages: 2644-2658

    • DOI

      10.1105/tpc.111.085357

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      Masakazu Sugishima
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      Pages: 376-387

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      日本化学会第92春季年会
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      2011 Final Research Report
  • [Presentation] カベオリンによるヘムオキシゲナーゼ-1の活性阻害および阻害機構の解明2010

    • Author(s)
      平順一, 杉島正一, 小田えり子, 野口正人, 東元祐一郎
    • Organizer
      平成22年度日本生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学郡元キャンパス,鹿児島
    • Related Report
      2011 Final Research Report
  • [Presentation] Hinge欠損型NADPH-シトクロムP450還元酵素を用いたヘムオキシゲナーゼ反応と相互作用解析2010

    • Author(s)
      杉島正一, 原田二朗, 佐藤秀明, 下川千寿, 原田沙織, 野口正人
    • Organizer
      平成22年度日本生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学郡元キャンパス,鹿児島
    • Related Report
      2011 Final Research Report
  • [Presentation] ベルドへム-ヘムオキシゲナーゼ-1複合体の構造解析2010

    • Author(s)
      佐藤秀明, 杉島正一, 坂本寛, 東元祐一郎, 福山恵一, 野口正人
    • Organizer
      日本化学会第90春季年会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス,大阪
    • Related Report
      2011 Final Research Report
  • [Presentation] ペプチドアミド化反応における亜鉛および鉄イオンの役割2010

    • Author(s)
      下川千寿, 原田沙織, 東元祐一郎, 佐藤秀明, 杉島正一, 野口正人
    • Organizer
      日本化学会第90春季年会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス,大阪
    • Related Report
      2011 Final Research Report
  • [Presentation] Ferrous α-verdoheme in Complex with Rat Heme Oxygenase-1. Its Crystal Structure and Electrochemistry2009

    • Author(s)
      佐藤秀明
    • Organizer
      The 6th International Congress on Heme Oxygenases : Heme Oxygenases in Biology and Medicine.2009
    • Place of Presentation
      米国 フロリダ
    • Year and Date
      2009-10-02
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Peptidylamidoglycolate lyase 反応における亜鉛および鉄イオンの役割2009

    • Author(s)
      下川千寿
    • Organizer
      第24回生体機能関連化学シンポジウム・第12回バイオテクノロジー部会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡市)
    • Year and Date
      2009-09-14
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] α-ベルドヘム-ヘムオキシゲナーゼ-1複合体の電気化学と結晶構造2009

    • Author(s)
      佐藤秀明
    • Organizer
      第24回生体機能関連化学シンポジウム・第12回バイオテクノロジー部会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡市)
    • Year and Date
      2009-09-14
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] α-ベルドヘム-ヘムオキシゲナーゼ-1複合体の結晶構造2009

    • Author(s)
      佐藤秀明
    • Organizer
      平成21年度日本生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡市)
    • Year and Date
      2009-05-17
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] ラットヘムオキシゲナーゼ-1と基質へムとの結合における誘導適合モデルのカロリメトリー解析2009

    • Author(s)
      岩崎浩之, 杉島正一, 東元祐一郎, 野口正人, 小松英幸, 坂本寛
    • Organizer
      第82回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場,兵庫
    • Related Report
      2011 Final Research Report
  • [Presentation] Ferrousa-verdoheme in complex with rat heme oxygenase-1.Its crystal stucture andelectrochemistry.(Heme oxygenases in biologyand medicine)2009

    • Author(s)
      H. Sato, M. Sugishima, Y. Higashimoto, H. Sakamoto, C. Shimokawa, M. Noguchi
    • Organizer
      The 6th international congress on heme oxygenases
    • Place of Presentation
      MiamiBeach, Florida, USA
    • Related Report
      2011 Final Research Report
  • [Presentation] ヘム分解酵素ヘムオキシゲナーゼのヘム結合解析とヘムセンサーとしての応用2009

    • Author(s)
      古賀真也, 岩崎浩之, 小松英幸, 杉島正一, 東元祐一郎, 野口正人, 坂本寛
    • Organizer
      第58回高分子討論会
    • Place of Presentation
      熊本大学黒髪キャンパス,熊本
    • Related Report
      2011 Final Research Report
  • [Presentation] α-ベルドへム-ヘムオキシゲナーゼ-1複合体の電気化学と結晶構造2009

    • Author(s)
      佐藤秀明, 杉島正一, 東元祐一郎, 坂本寛, 福山恵一, 野口正人
    • Organizer
      第24回生体機能関連化学シンポジウム・第12回バイオテクノロジー部会シンポジウム
    • Place of Presentation
      九州大学医系キャンパス・百年講堂,福岡
    • Related Report
      2011 Final Research Report
  • [Presentation] Crystal structure of redchlorophyll catabolite reductase(RCCR) revealsthat RCCR and ferredoxin dependent bilin reductase were evoloved from the commonancestor2009

    • Author(s)
      M. Sugishima, Y. Kitamori, M. Noguchi, T. Kohchi, K. Fukuyama
    • Organizer
      International conference on tetrapyrrole photoreceptors of photosynthetic organisms 2009
    • Place of Presentation
      Asilomar conference center, Pacific grove CA, USA
    • Related Report
      2011 Final Research Report
  • [Presentation] α-ベルドヘム-ヘムオキシゲナーゼ-1複合体の結晶構造2009

    • Author(s)
      佐藤秀明, 杉島正一, 坂本寛, 東元祐一郎, 野口正人
    • Organizer
      平成21年度日本生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      九州大学病院地区コラボ・ステーション,福岡
    • Related Report
      2011 Final Research Report
  • [Presentation] 等温滴定カロリメトリーによるラットヘムオキシゲナーゼ-1の基質結合における誘導適合モデルの検討2009

    • Author(s)
      岩崎浩之, 大村昇, 杉島正一, 東元祐一郎, 野口正人, 小松英幸, 坂本寛
    • Organizer
      平成21年度日本生化学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      九州大学病院地区コラボ・ステーション,福岡
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      2011 Final Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 緑色硫黄細菌変異体およびバクテリオクロロフィル2012

    • Inventor(s)
      原田二朗、野口正人、民秋均
    • Industrial Property Rights Holder
      原田二朗、野口正人、民秋均
    • Industrial Property Number
      2012-028919
    • Filing Date
      2012-02-13
    • Related Report
      2011 Annual Research Report 2011 Final Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2016-04-21  

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