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P450・電子供与体複合体の結晶化と電子伝達機構の構造的解析

研究課題

研究課題/領域番号 09680651
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物物理学
研究機関大阪大学

研究代表者

堀 洋 (掘 洋)  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (20127294)

研究分担者 堀 洋  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (20127294)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
1999年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1998年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1997年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードシトクロムP450cam / 基質 / 電子供与体 / 電子伝達機構 / X線結晶構造解析 / EPR / 電子・核ニ重共鳴(ENDOR) / プチダレドキシン / 電子・核二重共鳴(ENDOR) / 単結晶顕微分光
研究概要

EPR、電子・核二重共鳴(ENDOR)でみる鉄イオウタンパク質・P450複合体の協同的構造変化:一原子酸素添加酵素反応でP450camは直接の電子供与体であるプチダレドキシン(Pdxと略記)と1:1の複合体を形成する。この還元型複合体でP450camの還元型ヘム鉄に一酸化炭素が結合すると還元型PdxのEPRスペクトルが有意に変化する事を見い出し、報告した。還元型P450camと複合体を形成すると還元型Pdxのプロトン核由来のENDORスペクトルが顕著に変化する事、還元型P450camにCOが結合すると自由プロトン核近傍の狭い分裂幅を持つENDORシグナルの強度が更に増大することを初めて見い出した。コレステロールを基質とし、その側鎖の開裂反応を触媒するP450sccと電子供与体であるアドレノドキシン(Adx)の1:1複合体で調べた結果、20S-ヒドロキシコレステロール存在下の複合体に於いて、還元型AdxのEPRスペクトルにP450cam-Pdxと同様の変化が認められた。鉄-イオウ複核中心の不対電子のシステイン残基のプロトン核がどの様な相互作用しているのか解析中である。
プチダレドキシン・P450cam複合体の結晶化:基質の結合していない酸化型P450camの結晶化を試みた。結晶状態のままで基質が結合するか否か、単結晶顕微分光法で光吸収スペクトル変化を調べた結果、基質は結合しなかった。この結晶のX線結晶構造解析を行なった。基質が安定に結合できない構造が示された。
プチダレドキシン・P450cam複合体のX線結晶構造解析は結合部位の決定、電子伝達の道筋を解明するためには不可欠である。両酵素の大量精製を行い、様々な結晶化条件でプチダレドキシン・P450cam複合体の結晶化を精力的に行った。複合体の結晶化は現在も成功していない。今後に残された重要課題である。

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] Hideo Shimada: "Putidaredoxin-Cytochrome P450cam Interaction : Spin State of the Heme Ion Modulates Putidaredoxin Structure"J. Biol. Chem.. 274. 9363-9369 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryu Makino: "EPR Characterization of Axial Bond in Metal Centerof Native and Cobalt-substituted Guanylate Cyclase"J. Biol. Chem.. 274. 7714-7723 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shiro Kominami: "Electron Paramagnetic Resonance Studies on the Distal Region of the Ferric Heme in Rat Neurnal Nitric Oxide Synthase"J. Biochem.. 126. 756-761 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Motonari Tsubaki: "Furier-transform infrared studies on azide-binding to the binuclear center of the Escherichia coil bo-type ubiquinol oxidase"FEBS Lett.. 449. 191-195 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Motonari Tsubaki: "20β-Hydroxy-C21-Steroid 20β-Oxidase Activity of Cytochrome P450c21 Purified from Bovine Adrenocortical Microsomes"Biochim. Biophys. Acta. 1390. 197-206 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sam-Yong Park: "Crystallization, preliminary diffraction and electron paramagnetic resonance studies of a single crystal of cytochrome P450nor"FEBS Lett.. 412. 346-350 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideo Shimada et al.: "Putidaredoxin-Cytochrome P450cam Interaction : Spin State of the Heme Iron Modulates Putidaredoxin Structure"J. Biol. Chem.. 274. 9363-9369 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryu Makino et al.: "EPR Characterization of Axial Bond in Metal Center of Native and Cobalt-substituted Guanylate Cyclase"J. Biol. Chem.. 274. 7714-7723 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shiro Kominami et al.: "Electron Paramagnetic Resonance Studies on the Distal Region of the Ferric Heme in Rat Neuronal Nitric Oxide Synthase"J. Biochem.. 126. 756-761 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Motonari Tsubaki et al.: "Furier-transform infrared studies on azide-binding to the binuclear center of the Escherichia coli bo-type ubiquinol oxidase"FEBS Lett.. 449. 191-195 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Motonari Tsubaki et al.: "20β-Hydroxy-C21-Steroid 20β-Oxidase Activity of Cytochrome P450c21 Purified from Bovine Adrenocortical Microsomes"Biochim. Biophys. Acta. 1390. 197-206 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sam-Yong Park et al.: "Crystallization, preliminary diffraction and electron paramagnetic resonance studies of a single crystal of cytochrome P450nor"FEBS Lett.. 412. 346-350 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideo Shimada: "Putidaredoxin-Cytochrome P450cam Interaction: Spin State of the Heme Iron Modulates Putidaredoxin Structure"J.Biol.Chem.. 274. 9363-9369 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Ryu Makino: "EPR Characterization of Axial Bond in Metal Center of Native and Cobalt-substituted Guanylate Cyclase"J.Biol.Chem.. 274. 7714-7723 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Shiro Kominami: "Electron Paramagnetic Resonance Studies on the Distal Region of the Ferric Heme in Rat Neuronal Nitric Oxide Synthase"J.Biochem.. 126. 756-761 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Motonari Tsubaki: "Furier-transform infrared studies on azide-binding to the binuclear center of the Escherichia coli bo-type ubiquinol oxidase"FEBS Lett.. 449. 191-195 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Motonari Tsubaki: "Azide-and Cyanide-binding to the Escherichia coli bd-type Ubiquinol oxidase Studied by Visible Absorption, EPR and FTIR Spectroscopies"J.Biochem.. 126. 510-519 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Motonari Tsubaki: "Fluoride-Binding to the Escherichia coli bd-Type Ubiquinol Oxidase Studied by Visible Absorption and EPR Spectroscopies"J.Biochem.. 126. 98-103 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Tatsushi Mogi: "Substitutions of Conserved Aromatic Amino Acid Residues in Subunit I Perturb the Metal Centers of the Escherichia coli bo-type Ubiquinol Oxidase" Biochemistry. 37. 1632-1639 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Atsushi Morimoto: "Detection of a Tryptophan Radical as an Intermediate Species in the Reaction of Horseradish Peroxidase Mutant(Phe221→Trp)with Hydrogen Peroxide" J.Biol.Chem. 273. 14753-14760 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Tatsushi Mogi: "Two Terminal Quinol Oxidase Families in Escherichia coli:Variations on Molecular Machinery for Dioxygen Reduction" J.Biochem.Mol.Biol.& Biophys.2. 79-110 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Masaya Suzuki: "Synthesis and Characterization of Mixed μ-Alkoxo-diiron(II,III)Complexes with an Unsymmetric Dinucleating Ligand" Inorg.Chim.Acta. 283. 124-135 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Ryu Makino: "EPR Characterization of Axial Bond in Metal Center of Native and Cobalt-substituted Guanylate Cyclase" J.Biol.Chem.(印刷中). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Hideo Shimada: "Putidaredoxin-Cytochrome P450cam Interaction:Spin State of the Heme Iron Modulates Putidaredoxin Structure" J.Biol.Chem. (印刷中). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Hirohito Yoneyama: "Optical and electron paramagnetic resonance absorption spectra of complexes of nitric oxide synthase I with isocyanides" Biochim. Biophys. Acta. 1335. 253-264 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Motonari Tsubaki: "Existence of Two Heme B Centers in Cytochrome b_<561> from bovine adrenal chromaffin vesicles as Revealed by a New Purification Procedure and EPR Spectroscopy" J. Biol. Chem.272. 23206-23210 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Sam-Yong Park: "Crystallization,preliminary diffraction and electron paramagnetic resonance studies of a single crystal of cytochrome P450ner" FEBS Lett.412. 346-350 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Motonari Tsubaki: "Resonance Raman,infrared and EPR investigation on the binuclear site structure of the heme-copper ubiquinol oxidases from Acetobacter aceti" Biochemistry. 36. 13034-13042 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Motonari Tsubaki: "20β-Hydroxy-C_<21>-Steroid 20β-Oxidase Activity of Cytochrome P450c_<21> Purified from Borine Adrenocortical Microsomes" Biochim. Biophys. Acta. (印刷中). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Hideo Shimada: "Oxygen Binding to P450cam Induces Conformational Changes of Putidaredoxin in the Ferrous P450cam-Reduced Putidaredoxin Complex" Oxygen Homeostasis and Its Dynamics : keio University Symposia for Life Science and Medicine ed.Y.Ishimura. Vol.1. 139-146 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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