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リン酸化によるヘムオキシゲナーゼの機能調節機構の検討

研究課題

研究課題/領域番号 15770073
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 構造生物化学
研究機関久留米大学

研究代表者

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
2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2005年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2004年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2003年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワードヘムオキシゲナーゼ / NADPH-シトクロムP450還元酵素 / リン酸化 / コンピュータモデリング / 表面プラズモン共鳴法 / 質量分析伝 / ヘム代謝 / 表面プラスモン共鳴法 / 質量分析法 / ペプチドマッピング
研究概要

ヘムオキシゲナーゼ(HO)は、生理的なヘム代謝に与っているミクロソーム酵素で、ヘムを分解してビリベルジン、一酸化炭素および鉄イオンを生成する。反応に不可欠な電子は、同じミクロソーム酵素であるNADPH-シトクロムP450還元酵素(CPR)から供給される。HOの生理的役割としては、ヘムの分解に加え、ビリベルジンによる抗酸化作用や、COを介する情報伝達系への関与が示唆されている。本研究では、HOのリン酸化に着目し、HO関連タンパク質との相互作用によるHOの機能調節機構を検討した。タンパク質のリン酸化や、タンパク質間相互作用を検討するためには、高純度のタンパク質が大量に必要となるため、我々は、膜結合部分を排除したラットHO-1,HO-2及びCPRの大腸菌での高発現系を確立し、高純度の精製酵素を得た。さらにコンピュータプログラムとIn vitro kinase assayにより、HO-1上のThr^<188>がPKBによってリン酸化されることを明らかにした。そこで、リン酸化スレオニン模倣体として、Thr^<188>をアスパラギン酸に置換した変異酵素(T188D)を作成した。T188Dは、CPRを電子供給系として用いた場合、HO活性が野生型に比べ約1.5倍上昇することが明らかになった。そこで、変異酵素とCPRとの相互作用を表明プラズモン共鳴法を用いて検討した。まず野生型HOとCPRは、NADP^+が存在すると、そうでない場合に比べて約5倍強く結合することが知られた(Higashimoto et al., J.Biol.Chem., 280,729(2005)。一方、T188D変異酵素ではCPRとの結合が約2倍強く結合することが明らかになった。またドッキングモデルによる解析結果から、Thr^<188>のリン酸化、脱リン酸化がHOの活性制御に関与していることが示唆された。

報告書

(3件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (10件) 図書 (1件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Unfolding, aggregation, and amyloid formation by the tetramerization domain from p53 associated with lung cancer2006

    • 著者名/発表者名
      Higashimoto, Y.
    • 雑誌名

      Biochemistry 45

      ページ: 1608-1619

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Involvement of NADP(H) in the interaction between heme oxygenase-1 and cytochrome P450 reductase2005

    • 著者名/発表者名
      Higashimoto, Y.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 280

      ページ: 729-737

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A kinetic study of the mechanism of conversion of alpha-hydroxyheme to verdoheme while bound to heme oxygenase2005

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto, H.
    • 雑誌名

      Biochem.Biophys.Res.Chem. 338

      ページ: 578-583

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] ヘムオキシゲナーゼの立体構造からみた反応機構2005

    • 著者名/発表者名
      坂本 寛
    • 雑誌名

      生化学 77

      ページ: 634-638

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] The isoflavonoids genistein and quercetin activate different stress signaling pathways as shown by analysis of site-specific phosphorylation of ATM, p53 and histone H2AX.2004

    • 著者名/発表者名
      Ye, R.
    • 雑誌名

      DNA Repair(Amst) 3(3)

      ページ: 235-244

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Multiepitope Trojan antigen peptide vaccines for the induction of antitumor CTL and Th immune responses.2004

    • 著者名/発表者名
      Lu, J.
    • 雑誌名

      J.Immunology 172(7)

      ページ: 4375-4582

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Binding specificity of multiprotein signaling complexes is determined by both cooperative interactions and affinity preferences.2004

    • 著者名/発表者名
      Houtman, J.C.
    • 雑誌名

      Biochemistry 43(14)

      ページ: 4170-4178

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Hydroxyamine and hydrazine bind directly to the heme iron of the heme-heme oxygenase-1 complex.2004

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto, H.
    • 雑誌名

      J.Triorg. Biochem. 98(7)

      ページ: 1223-1228

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Characterization of rat heme oxygenase-3. Implication of processed pseudogenes derived from heme oxygenase-2 gene.2004

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, S.
    • 雑誌名

      Gene 336(2)

      ページ: 1241-1250

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Purification and characterization of human uroporphyrinogen III synthase expressed in Escherichia coli.2004

    • 著者名/発表者名
      Omata, Y.
    • 雑誌名

      J.Biochem.(Tokyo) 136(2)

      ページ: 211-220

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] 基礎医学・生物系の同位体実験-放射性同位体・安定同位体・X線結晶解析の基礎-2005

    • 著者名/発表者名
      井上浩義
    • 総ページ数
      120
    • 出版者
      慧文社
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [文献書誌] Hofseth, L.J.: "Nitric oxide-induced cellular stress and p53 activation in chronic inflammation."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 100(1). 143-148 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Basrur, V.: "Proteomic analysis of early melanosomes : Identification of novel melanosomal proteins."J.Proteome Res.. 2(1). 69-79 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Shiseki, M.: "p29ING4 and p28ING5 bind to p53 and p300,and enhance p53 activity."Cancer Res.. 63(10). 2373-2378 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Bulavin, D.V.: "Dual phosphorylation controls Cdc25 phosphatases and mitotic entry."Nature Cell Biol.. 5(6). 545-551 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Sugishima, M.: "Crystal structure of rat heme oxygenase-1 in complex with biliverdin-iron chelate : Conformational change of the distal helix during the heme cleavage reaction."J.Biol.Chem.. 278(34). 32352-32358 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Saito, S.: "Phosphorylation site interdependence of human p53 posttranslational modification in response to stress."J.Biol.Chem.. 278(39). 37536-37544 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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