| 研究課題/領域番号 |
15550155
|
|---|
| 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 |
生体関連化学
|
|---|
| 研究機関 | 九州工業大学 (2005)
久留米大学 (2003-2004) |
|---|
研究代表者 |
坂本 寛 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (70309748)
|
|---|
| 研究分担者 |
野口 正人 久留米大学, 医学部, 教授 (10124611)
東元 祐一郎 久留米大学, 医学部, 講師 (40352124)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
|
| 配分額 *注記 |
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2005年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2004年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2003年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
|
|---|
| キーワード | ヘムオキシゲナーゼ / ヘム分解反応 / 反応中間体 / 酵素反応速度論 / NADPH-シトクロムP450還元酵素 / 電子伝達 / ストップト・フロー解析 / 活性酸素種 / 電子スピン共鳴 / 蛋白質-蛋白質間相互作用 / 表面プラズモン共鳴 / 蛋白質-蛋白質相互作用 |
|---|
| 研究概要 |
ヘムオキシゲナーゼ(HO)は生理的ヘム分解を担う酵素で、基質ヘムが補酵素として機能し、酸素を活性化して自身を分解する反応(ヘム→α-ヒドロキシヘム→ベルドヘム→ビリベルジン)を触媒する。HOの生理機能として、酸化ストレスに対する生体防御機構およびCOを介する情報伝達機構への関与が注目されている。我々はこれまでにHOの結晶構造に基づき、ヘム結合による誘導適合および酸素活性化機構についてのモデルを提唱してきた。本研究では、以下のこと明らかにした。
1.HOの活性酸素種であるferric hydroperoxide(Fe^<3+>-OOH)のモデル化合物として、ヒドロキシルアミンが有用であることを示した。
2.電子供与体であるNADPH-シトクロムP450還元酵素(CPR)からHOへの電子伝達経路の特定を目的として、CPRとHOとの相互作用を表面プラズモン共鳴により解析したところ、NADP(H)の存在により両酵素の結合が増強することが判明した。HOのアミノ酸残基の変異体を作製し、CPRとの相互作用および酵素活性、ヘムの還元速度などを検討したところ、CPRからの電子伝達に重要な残基(K149,R185)を特定できた。このことは、HO-CPRドッキングモデル計算によっても支持された。
3.研究者間で論争のあったα-ヒドロキシヘム/ベルドヘム変換過程(第2ステップ)の電子要求性を明らかにするため、厳密な嫌気条件下、酸化型Fe^<3+>-および還元型Fe^<2+>-α-ヒドロキシヘム-HO複合体を調製し、酸素との反応をストップト・フロー実験により速度論的に解析した。その結果、酸素添加によってFe^<3+>-α-ヒドロキシヘムはFe^<3+>-ベルドヘムに、Fe^<2+>-α-ヒドロキシヘムはFe^<2+>-ベルドヘムにそれぞれ転換することがわかった。前者はπ-中性ラジカル体を反応種とする既知の経路であったが、後者は新規の経路で、815nmに特徴的な吸収をもつ中間体(815-nm species)が存在することを見出した。
|
