• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

フラビン依存性酵素の反応制御と新規反応の設計

研究課題

研究課題/領域番号 13125206
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関熊本大学

研究代表者

三浦 洌  熊本大学, 大学院・医学薬学研究部, 教授 (70093466)

研究分担者 玉置 春彦  熊本大学, 大学院・医学薬学研究部, 助手 (80264290)
瀬戸山 千秋  熊本大学, 大学院・医学薬学研究部, 助手 (60040250)
二科 安三  熊本大学, 大学院・医学薬学研究部, 助教授 (50112553)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
30,000千円 (直接経費: 30,000千円)
2003年度: 9,400千円 (直接経費: 9,400千円)
2002年度: 9,400千円 (直接経費: 9,400千円)
2001年度: 11,200千円 (直接経費: 11,200千円)
キーワードフラビン酵素 / D-アミノ酸オキシダーゼ / アシルCoAオキシダーゼ / アシルCoAデヒドロゲナーゼ / 人工フラビン / 結晶構造解析 / 密度汎関数法 / 中鎖アシルCoAデヒドロゲナーゼ / 酵素-基質複合体 / 分子軌道計算 / 電荷移動相互作用 / 遷移状態アナログ / 3-チアオクタノイルCoA / 酸素との反応 / 水素結合 / 部位特異的変異
研究概要

1.アシルCoAオキシダーゼ(ACO)の結晶構造解析.
ACOの結晶構造解析を完成させた.その結果判明したACOの活性部位の構造から,フラビンの酸素に対する反応制御の構造的側面が判明した.
2.D-アミノ酸オキシダーゼ(DAO)のタンパク質部分の改変による新規反応の開発.
DAOの結晶構造解析による構造情報に基づいて,基質認識部位を遺伝子工学的に改変して,天然のDAOにはない酸性D-アミノ酸を酸化する酵素を設計し,開発することができた.
3.中鎖アシルCoAデヒドロゲナーゼ(MCAD)の遷移状態アナログの結晶構造解析.
MCAD-3-チアオクタノイルCoA複合体は,これまでの多くの解析によってMCAD触媒反応の遷移状態アナログとみなされている.この複合体の結晶構造解析を完成させた.その結果を用いてフラビンと3-チアオクタノイルCoAの相互作用を密度汎関数法によって解析したところ,フラビンと基質との間の相互作用がMCADの触媒作用に重要な役割を果たすことが,理論的な計算によって検証できた.
4.人工フラビンを用いた新規アシルCoAデヒドロゲナーゼ反応の開発.
天然のフラビンとは異なる酸化還元電位をもつフラビン補酵素を化学合成し,それをMCADに再構成させて,従来にはなかった新規な反応を触媒するMCADを開発することができた.すなわち,人工フラビンとして8-シアノ誘導体を用いることによって,天然のMCADでは脱水素できないプロピオニルCoA,3-ケトオクタノイルCoAを脱水素することができる新規なMCADを開発することができた.

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書

研究成果

(35件)

すべて その他

すべて 文献書誌

  • [文献書誌] R.Miura, C.Setoyama, Y.Nishina, K.Shiga, I.Miyahara, H.Mizutani, K.Hirotsu: "Porcine kidney D-amino acid oxidase : the three-dimensional structure and its catalytic mechanism based on the enzyme-substrate complex model."J.Mol.Catalysis B : Enzymatic. 12. 43-52 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Miura: "Versatility and specificity in flavoenzymes : Control mechanisms of flavin reactivity."The Chemical Record. 1. 183-194 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nakajima, I.Miyahara, K.Hirotsu, Y.Nishina, K.Shiga, C.Setoyama, H.Tamaoki, R.Miura: "X-Ray crystallographic study of rat acyl-CoA oxidase II."Protein Sci.. 10. 85-86 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nakajima, I.Miyahara, K.Hirotsu, Y.Nishina, K.Shiga, C.Setoyama, H.Tamaoki, R.Miura: "Crystallization and preliminary X-ray characterization of rat liver acyl-CoA oxidase"Acta Crystallogr.. D57. 1680-1681 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C.Setoyama, Y.Nishina, H.Tamaoki, H.Mizutani, I.Miyahara, K.Hirotsu, K.Shiga, R.Miura: "Effects of hydrogen bonds in association with flavin and substrate in flavoenzyme D-amino acid oxidase. The catalytic and structural roles of Gly313 and Thr317."J.Biochem.. 131. 59-69 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nakajima, I.Miyahara, K.Hirotsu, Y.Nishina, K.Shiga, C.Setoyama, H.Tamaoki, R.Miura: "Three-dimensional structure of the flavoenzyme acyl-CoA oxidase-II from rat liver, the peroxisomal counterpart of mitochondrial acyl-CoA dehydrogenase."J.Biochem.. 131. 365-374 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Satoh, Y.Nakajima, I.Miyahara, K.Hirotsu, T.Tanaka, Y.Nishina, K.Shiga, H.Tamaoki, C.Setoyama, R.Miura: "Structure of the transition state analog of medium-chain acyl-COA dehydrogenase. Crystallographic and molecular orbital studies on the charge-transfer complex of medium-chain acyl-CoA dehydrogease with 3-thiaoctanoyl-CoA."J.Biochem.. 134. 297-304 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nishina, K.Sato, H.Tamaoki, H., Tanaka, T., Setoyama, C., R.Miura, K.Shiva: "Molecular mechanism of the drop in the pKa of a substrate analog bound to medium-chain acyl-CoA dehydrogenase : Implications for substrate activation."J.Biochem.. 134. 835-842 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sato, Y.Nishina, K.Shiga: "Purification of electron-transferring flavoprotein from Megasphaera elsdenii and binding of additional FAD with an unusual absorption spectrum."J.Biochem.. 134. 719-729 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sato, Y.Nishina, K.Shiga, F.Tanaka: "Hydrogen-bonding dynamics of free flavins in benzene and FAD in electron-transferring flavoprotein upon excitation."J.Photochem.Photobiol.B. 70. 67-73 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 三浦洌: "フラビン酵素における反応制御の構造的基盤"ビタミン. 77. 313-320 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Miura, C.Setoyama, Y.Nishina, K.Shiga, I.Miyahara, H.Mizutani, K.Hirotsu: "Porcine kidney D-amino acid oxidase : the three-dimensional structure and its catalytic mechanism based on the enzyme-substrate complex model"J. MOl. Catalysis B : Enzymatic. 12. 43-52 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Miura: "Versatility and specificity in flavoenzymes : Control mechanisms of flavin reactivity."The Chemical Record. 1. 183-194 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nakajima, I.Miyahara, K.Hirotsu, Y.Nishina, K.Shiga, C.Setoyama, H.Tamaoki, R.Miura: "X-Ray crystallographic study of rat acyl-CoA oxidase II."Protein Sci.. 10, Suppl. 2. 85-86 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nakajima, I.Miyahara, K.Hirotsu, Y.Nishina, K.Shiga, C.Setoyama, H.Tamaoki, R.Miura: "Crystallization and preliminary X-ray characterization of rat liver acyl-CoA oxidase."Acta Crystallogr.. D57. 1680-1681 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nishina, K.Sato, R.Shi, C.Setoyama, R.Miura, K.Shiga: "On the ligands in charge-transfer complexes of porcine kidney flavoenzyme D-amino acid oxidase in three redox states : A resonance Raman study."J. Biochem.. 130. 637-647 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C.Setoyama, Y.Nishina, H.Tamaoki, H.Mizutani, I.Miyahara, K.Hirotsu, K.Shiga, R.Miura: "Effects of hydrogen bonds in association with flavin and substrate in flavoenzyme D-amino acid oxidase. The catalytic and structural roles of Gly313 and Thr317."J. Biochem.. 131. 59-69 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nakajima, I.Miyahara, K.Hirotsu, Y.Nishina, K.Shiga, C.Setoyama, H.Tamaoki, R.Miura: "Three-dimensional structure of the flavoenzyme acyl-CoA oxidase-II from rat liver, the peroxisomal counterpart of mitochondrial acyl-CoA dehydrogenase."J. Biochem.. 131. 365-374 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Satoh, Y.Nakajima, I.Miyahara, K.Hirotsu, T.Tanaka, Y.Nishina, K.Shiga, H.Tamaoki, C.Setoyama, R.Miura: "Structure of the transition state analog of medium-chain acyl-CoA dehydrogenase. Crystallographic and molecular orbital studies on the charge-transfer complex of medium-chin acyl-CoA dehydrogease with 3-thiaoctanooyl-CoA."J. Biochem.. 134. 297-304 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nishina, K.Sato, H.Tamaoki, H., Tanaka, T., Setoyama, C., R.Miura, K.Shiga: "Molecular mechanism of the drop in the pKa of a substrate analog bound to medium-chain acyl-CoA dehydrogenase : Implications for substrate activation."J. Biochem.. 134. 835-842 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasuzo Nishina: "Molecular mechanism of the drop in the pKa of a substrate analog bound to medium-chain acyl-CoA dehydrogenase : Implications for substrate activation."Journal of Biochemistry. 134. 835-842 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Atsuko Satoh: "Structure of the transition state analog of medium-chain acyl-CoA dehydrogenase.Crystal structure and molecular orbital studies on the charge-transfer complex of medium-chain acyl-CoA dehydrogenase"Journal of Biochemistry. 134. 297-304 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 三浦洌: "フラビン酵素における反応制御の構造的基盤"ビタミン. 77. 313-320 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 三浦洌: "フラビン酵素と酸素の接点.オキシダーゼとデヒドロゲナーゼの選別"化学と生物. 42. 120-126 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Jung-Ja p.Kim: "Acyl-CoA dehydrogenases and acyl-CoA oxidases.Structural basis for mechanistic similarities and differences"European Journal of Biochemistry. 271. 483-493 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Chiaki Setoyama: "Effects of hydrogen bonds in association with flavin and substrate in flavoenzyme D-amino acid oxidase"Journal of Biochemistry. 131. 59-69 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshitaka Nakajima: "Three-dimensional structure of the flavoenzyme acyl-CoA oxidase-II from rat liver, the peroxisomal counterpart of mitochondrial acyl-CoA dehydrogenase"Journal of Biochemistry. 131. 365-374 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 鏡山博行: "補酵素作用のダイナミズム-補酵素の機能を支えるアポタンパク質の働き-"ビタミン. 76・5-6. (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshitaka Nakajima: "Structural comparison of acyl-CoA oxidase-II from rat liver with medium-chain acyl-CoA dehydrogenase from pig liver"Flavins and Flavoproteins 2002 (S.Chapman, R.Perham, N.Scrutton, eds.) Rudolf Weber Agency for Scientific Publications, Berlin. 57-62 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Retsu Miura: "Porcine kidney D-amino acid oxidase : the three-dimensional structure and its catalytic mechanism based on the enzyme-substrate complex"Journal of Molecular Catalysis B : Enzymatic. 12. 43-52 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Retsu Miura: "Versatility and specificity of flavoenzymes : Control mechanism of flavin reactivity"The Chemical Record. 1. 183-194 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshitaka Nakajima: "X-Ray crystallographic study of rat acyl-CoA oxidase II"Protein Science. 10 Suppl.2. 85-86 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshitaka Nakajima: "Crystallization and preliminary X-ray characterization of rat liver acyl-CoA oxidase"Acta Crystallographica. D57. 1680-1681 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yasuzo Nishina: "On the ligands in charge-transfer complexes of porcine kidney flavoenzyme D-amino acid oxidase in three redox states"Journal of Biochemistry. 130. 637-647 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Chiaki Setoyama: "Effects of hydrogen bonds in association with flavin and substrate in flavoenzyme D-amino acid oxidase"Journal of Biochemistry. 131. 59-69 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

URL: 

公開日: 2001-03-31   更新日: 2018-03-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi