| 研究課題/領域番号 |
13125205
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| 研究種目 |
特定領域研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
虎谷 哲夫 岡山大学, 工学部, 教授 (70026318)
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| 研究分担者 |
久枝 良雄 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (70150498)
山西 守 岡山大学, 工学部, 助手 (30240063)
飛松 孝正 岡山大学, 工学部, 助教授 (30188768)
吉澤 一成 九州大学, 先導物質科学研究所, 教授 (30273486)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
39,400千円 (直接経費: 39,400千円)
2003年度: 6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
2002年度: 6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
2001年度: 25,800千円 (直接経費: 25,800千円)
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| キーワード | ビタミンB12補酵素 / X線構造解析 / ラジカル酵素 / ジオールデヒドターゼ / 理論計算 / 密度汎関数法 / コンポジット触媒 / アポ酵素モデル / ビタミンB_<12>補酵素 / エタノールアミンアンモニアリアーゼ / ジオールデヒドラターゼ / 立体特異性 / 再活性化因子 / ラジカル触媒 / 自殺不活性化 / ビタミンB_<12> |
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| 研究概要 |
1.コバラミン酵素の科学と進化工学的改変
(1)組換え体グリセロールデヒドラターゼを精製し,その酵素化学的性質を明らかにするとともに、X線結晶解析により立体構造を初めて解明した。(2)ジオールデヒドラターゼ・アデニニルペンチルコバラミン複合体の結晶に可視光を照射し、アデニン部固定ラジカルの生成を結晶学的に示した。(3)基質フリー型ジオールデヒドラターゼの立体構造を解明した結果、基質はある程度歪みのかかったCo-C結合にさらに歪みを加えてホモリシスの引き金を引いていることが強く示唆された。(4)B_<12>補酵素の下方配位子の塩基を置換したアナログの補酵素活性は塩基部のかさ高さと良く相関しており、また、ヌクレオチド部は中間体ラジカルを安定化することが示唆された。(5)ジオールデヒドラターゼとB12およびR体、S体基質との複合体の構造を解析し、各対掌体が生成物に変換される過程の詳細な立体化学経路を解明した。(6)本研究で得られた研究成果を中心に、総説を化学分野で最も権威のあるChemical Reviews誌に発表した。
2.酵素触媒機構の理論化学的解明
(1)タンパク質を含まない単純モデルを用いた密度汎関数法理論計算により、ジオールデヒドラターゼ反応の各過程がエネルギー的に十分起こり得ることを示した。(2)ジオールデヒドラターゼの全原子を含めたQM/MM法による理論計算を行い、水酸基移動における活性部位アミノ酸残基の寄与の重要性を明確に示した。
3.コバラミン酵素のコンポジット化
(1)合成ペプチド脂質、二分子膜、及び無機高分子マトリックス等のアポ蛋白モデルとB_<12>とを組み合わせたコンポジット生体触媒を構築し、炭素骨格組み替え反応及び脱ハロゲン化反応等におけるこれらの高反応性を確認した。(2)酵素モデルとして、B_<12>とクラウン化合物とを連結した分子を合成し、そのK^+結合性を確認した。
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