| 研究課題/領域番号 |
15590260
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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 |
医化学一般
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| 研究機関 | 久留米大学 |
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研究代表者 |
野口 正人 久留米大学, 医学部, 教授 (10124611)
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| 研究分担者 |
東元 祐一郎 久留米大学, 医学部, 講師 (40352124)
坂本 寛 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (70309748)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2005年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2004年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2003年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | ヘムオキシゲナーゼ / ヘム分解反応 / α-ヒドロキシヘム / ベルドヘム / ビリベルジン / 結晶解析 / 構造生物学 / 蛋白質 / 酵素 / 有機化学 / 生体分子 |
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| 研究概要 |
ヘムオキシゲナーゼ(HO-1)は、分子状酸素(O_2)とNADPH-シトクロムP450還元酵素(CPR)から供給される電子を消費してヘムを分解する。本研究において、我々はHO-1について次のことを明らかにした。(1)表面プラズモン共鳴法によってHO-1とCPRの相互作用を検討した結果、HO-1とCPRとの会合がNADA(H)添加によって5倍増強することが知られた。HO-1/CPRドッキングモデルによって、HO-1のArg185のグアニジン基はNADA(H)の2'-リン酸基と水素結合を形成できる位置にあること、一方HO-1のLys149はCPRのFMN結合部位である酸性アミノ酸残基のクラスター近傍に位置していることから、Arg185とLys149は、両蛋白間の電子伝達が最も効率よく行われるように両蛋白の結合の方向性を決定づけていることが知られた。(2)CPRからHO-1への電子伝達経路を探るために、FMN欠失CPRを用いてHO反応を検討した。第1反応(ヘム→ヒドロキシヘム)、第2反応(ヒドロキシヘム→ベルドヘム)および第4反応(ビリベルジン鉄錯体→ビリベルジン)に要求される電子はFMN経由で供給されるが、第3反応(ベルドヘム→ビリベルジン鉄錯体)では、FMNを経由しない経路から電子が供給される可能性が示唆された。(3)酸化型および還元型のヒドロキシヘムがベルドヘムに転換される過程をラピッドスキャン-ストップトフロー法で検討した。中性pHにおいては酸化型ヒドロキシヘムは速度定数4x10^5M^<-1>_S^<-1>で酸化型ベルドヘムに変換されたが、酸性pHでは速度定数が低下した。このことは、O_2が直接ヒドロキシヘムのπ-neutral radicalを攻撃するという従来の説を強く支持する。還元型のヒドロキシヘムとO_2の反応は、415と815nmに吸収を示す中間体を経る2段階反応であり、その速度定数はそれぞれ68と145_S^<-1>であった。ヒドロキシヘムの還元速度が1_S^<-1>以下であることを考慮すると、生理的条件下では酸化型ヒドロキシヘムが直接ベルドヘムに転換されると思われる。
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