| 研究課題/領域番号 |
12640538
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
無機化学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
山口 和也 大阪大学, 大学院・理学研究科, 講師 (80252550)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2001年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2000年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
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| キーワード | ウレアーゼ / 酸化酵素 / 生物無機化学 / 金属タンパク質 |
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| 研究概要 |
メタンモノオキシゲナーゼ、チロシナーゼやカタラーゼなどの酸化酵素の活性部位は、それぞれ鉄、銅、およびマンガンイオンの複核構造をとっている。これら金属複核酸化酵素の活性中心構造と機能の相関性について検討するため、類似の金属複核構造を有する加水分解酵素ウレアーゼの金属置換を行い、酸化酵素機能を調べた。ウレアーゼの活性部位には、2つのニッケルイオンが存在し、カルバメートによって架橋された複核構造を有している。ニッケルイオンを、鉄、銅、マンガンイオンに置換した金属置換ウレアーゼを調製した。また、遺伝子組み換えにより、従来の分子量24万から分子量6万への単一サブユニットのウレアーゼを得ることに成功した。過酸による高原子価活性種の捕捉は、金属置換ウレアーゼでは得られなかったが、過酸化水素によるグアイヤコール酸化反応に対する金属置換ウレアーゼの酸化反応性を検討した結果、銅置換ウレアーゼにおいて、顕著なスペクトル変化が観測され、基質が酸化されたことが見いだされた。この観測は、金属置換によってウレアーゼの機能を改変することに成功したことを意味している。ウレアーゼの活性部位を反応コアとした新規酸化酵素が創製された。さらに、金属複核を架橋するカルバメート基がある酵素、無い酵素を作り分け、酸化反応性を検討した結果、K_m, V_<max>,および至適pHなどの基礎的酵素反応パラメータには、架橋の有無による大きな違いは認められなかった。この結果は、本新規酵素において、金属複核における架橋アミノ酸残基は、重要な構造要因ではないことを意味している。本研究成果によって、金属タンパク質の金属置換は酵素機能改変を引き起こすことを見いだし、創製した新規酸化酵素の反応性を検討することによって高原子価酸素活性種の生成過程に対する活性中心構造要因に関する知見を得ることができた。
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