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チトクロム酸化酵素とプロトンの動き

研究課題

研究課題/領域番号 02454559
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 生体物性学
研究機関京都大学

研究代表者

折井 豊  京都大学, 医学部, 助教授 (60028149)

研究期間 (年度) 1990 – 1991
研究課題ステータス 完了 (1991年度)
配分額 *注記
6,900千円 (直接経費: 6,900千円)
1991年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1990年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
キーワードチトクロム酸化酵素 / フローフラッシュ法 / プロトンポンプ / 嫌気条件 / 酸素 / 過酸化水素 / フロ-フラッシュ法 / プロトポンプ / 嫌気條件 / プロトン / フラッシュフオトリシス / 生体エネルギ- / 化学浸透説
研究概要

1.フローフラッシュ法でチトクロム酸化酵素と酸素もしくは過酸化水素との迅速反応を測定する際に、絶対的な嫌気状態を作り出すことが必須である。従来の混合装置は流路切り替えに手動の機械式レバーを用いていたために、酸素の混入を完全に排除することが不可能であった。そこでルビー玉を用いたボールバルブを採用し、さらに機械的接触面のある部分に、強制的に窒素ガスを充満させることにより、完全な嫌気状態を保つことが可能になった。そして嫌気条件下でチトクロム酸化酵素を亜ニチオン酸ナトリウムで還元する際のスペクトル変化を、1ミリ秒から30分の10^6にわたる広範な時間領域で記録することにより、2種類のヘムの非還元速度の違いから両者のスペクトルの完全分離に初めて成功した。この基準となる絶対吸収スペクトルを用いることにより、動的変化の詳細な解析が初めて可能になり、いくつかの成果をすでに得た。さらに嫌気条件下で還元型チトクロム酸化酵素に過酸化水素を作用させると、まず酸化還元中心が迅速に酸化されてから、ペルオキシ型、フェリル型に変化することを、可視、Soret帯にわたるスペクトル変化の立体的表示方法で明らかにした。
2.チトクロム酸化酵素のプロトンポンプ活性にCu_Aの役割が示唆されている。このたびCu_Aを欠いた酵素標品をNitorosomonas europaeaから得、酸素との反応をフローフラッシュ法で調べ、正常な酵素標品の振る舞いと比較検討した。その結果、Cu_Aを欠いた標品では、酸素との反応速度はもちろんのこと、分子内電子移動の速度が、正常な標品よりもかえって高いことが判明した。即ち従来Cu_Aは分子内電子移動に必須の酸化還元成分と考えられていたのでこの役割が否定された意義は極めて高い。従って、Cu_Aの機能、役割は、酵素分子の立体構造の維持、その変動の制御にあると考えられ、プロトンポンプへの関与も推定される。

報告書

(3件)
  • 1991 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1990 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] Y.Orii: "Acceleration of the oxygen reaction in Cu_A-deficient Nitrosomonas europaea cytochrome c oxidase as revealed by the flow-flash measurement" Biochem.Biophys.Res.Commun.182. 1264-1269 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Orii: "Stopped-flow and rapid-scan studies of the redox behavior of cytochrome aco from facultative alkalophilic Bacillus" J.Biol.Chem.266. 14310-14316 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Isogai: "Superoxide-producing b-cytochromes Enzymatic and electron paramagnetic resonance properties of cytochrome b558 purified from Neutrophils." J.Biol.Chem.(1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 折井 豊: "チトクロム酸化酵素ヘムa成分の絶対吸収スペクトル" 生化学. 64. 727- (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 折井 豊: "チトクロム酸化酵素フェリル型の生成條件" 生化学. 63. 874- (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 折井 豊: "ラピッドスキャン法による酸化還元酵素の動態解析" 生体エネルギー研究会第17回討論会講演要旨集. 17. 22-23 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 折井 豊(共著): "新生化学実験講座" 東京化学同人, 7 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Orii.: "Acceleration of the oxygen reaction in C_<UA>-deficient Nitrosomonas europaea cytochrome c oxidase as revealed by the flow-flash measurement." Biochem. Biophys. Res. Commun.182. 1264-1269 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Orii.: "Stopped-flow and rapid-scan studies of the redox behavior of cytochrome a* from faaultative alkalophilic Bacillus" J. Biol. Chem.266. 14310-14316 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Isogai: "Superoxide-producing b-cytochromes Enzymatic and electron paramagnetic resonance properties of cytochrome b_<558> purified from Neutrophils." J. Biol. Chem.(1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Orii.: "Absolute absorption spectra of heme a moieties in cytochrome oxidase" SEIKAGAKU. 64. 727 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Orii.: "Formation of a ferryl form of cytochrome oxidase" SEIKAGAKU. 63. 874 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Orii.: "Dynamic behavior of redox components as revealed by rapid scan" BIOENERGETICS. 17. 22-23 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Orii;T.Aakamoto;Y.Fukumori;T.Yamanaka: "Acceleration of the oxygen seaction in Cu_Aーdeficient Nitrosomonas europaea cytochrouw c oxidose as sevealcd by the flowーtlash measusement" Bwchem.Biophyo.Res.Commun.182. 1264-1269 (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Orii;I.Yumoto;Y.Fukumori;T.Yamanaka: "Stoppedーfeow and sapidーsean stuaies of the sedox behavios of cytochrome aco from facuetative aepalophilic Bacillas" J.Brol.Chem.266. 14310-14316 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 折井 豊,長村 俊彦: "ミリ秒時間分解ラピッドスキャン法による迅速反応の多元解析" 生物物理. 31. S215 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 折井 豊: "チトクロム酸化酵素フェリル型の生成條件" 生化学. 63. 874 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 折井 豊: "ラピッドスキャン法による酸化還元酵素の動態解析" 生体エネルギ-研究会第17回討論会講演要旨集. 17. 22-23 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 折井 豊 (共著): "新生化学実験講座" 東京化学同人, (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 折井 豊: "Formation and decay of cytochrome C persxidase compouad ES during aerobic seduction with dithionite" FEBS Letters. 267. 117-120 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 折井 豊: "StoppedーFlow and ropidーsean studies of the sedox behavios of cytochrome aco frow falultative aenalophilic Bacillus" J.Biol.Chem.

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 折井 豊: "遍性好アルカリ性細菌から得られたaco型チトリロム酸化酵素の酸化還元挙動と反応中間体" 生化学. 62. 646 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 三木 俊明: "還元型チトクロムbc_1複合体の酸化過程" 生化学. 62. 645 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 三木 俊明: "チトクロムbc_1小胞の膜電位依存性酸化還元反応" 生物物理. 30. S266 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書

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公開日: 1990-04-01   更新日: 2016-04-21  

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