| 研究課題/領域番号 |
18570130
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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 |
機能生物化学
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
右田 たい子 山口大学, 農学部, 教授 (90159161)
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| 研究分担者 |
吉田 匡 山形大学, 医学部, 教授 (10004673)
右田 耕人 山口大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (90116757)
佐藤 道比古 山形大学, 医学部, 准教授 (00135344)
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| 研究期間 (年度) |
2006 – 2007
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| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
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| 配分額 *注記 |
3,620千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 420千円)
2007年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2006年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
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| キーワード | ヘムオキシゲナーゼ / 酵素反応機構 / 生物種依存性 / 分子認識 / タンパク質 / 反応制御 |
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| 研究概要 |
1.ダイズヘムオキシゲナーゼ-1(GmHO1)の分子特性とヘム代謝機構の解明:大腸菌発現系を構築し、植物由来ヘムオキシゲナーゼ-1のタンパクを初めて得ることができ、それについて以下の成果を得た。
(1)ヘム結合の化学量論、配位数及び配位子の決定、ヘム鉄のスピン状態、配位子場の特徴、およびヘム配位水の酸解離指数の決定。(2)ヘム分解に必要な電子の供与系がNADPH/FNR/FDであり、アスコルビン酸も電子供与体として機能すること。ヘム分解過程は既知のHOと同様であるが、ベルドヘムと遠位残基との相互作用が異なること。(FEBS Journalに発表)(3)EPR法で生理的条件下でのヘム複合体のヘム分解反応の追跡を行い、低スピン型ベルドヘム中間体を始めて検出した。(Biochem Biophys.Res.Commun.に投稿中)(4)ヘムと遠位残基との相互作用を調べるため変異体を作成し、ヘム複合体の特徴を調べるとともにヘム分解の速度論解析を行った。その結果動物HO1のアスパラギン酸に代わってヒスチジン残基が活性に必須のプロトンリレーを担っていること、また周辺残基もそれを補助していることが明らかになった。(FEBS Journalに投稿準備中)
2.ラットおよびシアノバクテリアHO-1による、アスコルビン酸を電子供与体とするヘム分解反応速度の違いを支配する因子を解明するために、ヘムポケットの近位ヘリックスを構成する残基を変異させ速度論解析を行った。ヘムの近位配位子と水素結合を介して結合した近位ヘリックスとの分子振動がヘムの酸化還元電位を変化させ、近位側でもヘム分解調節が行われていることを実験的に始めて明らかにした。(Biochemistryへ投稿中)
3.ラットHO-1での電子伝達経路を明らかにするために、芳香族アミノ酸の20残基をロイシン置換した変異体を調製し、変異導入によるヘム複合体の構造への影響とヘム分解反応への影響を検討し、電子の入り口に当たる残基を提案した。さらに、ヘム-HO-1複合体と、電子供与体であるシトクロムP450還元酵素(CPR)との解離定数を、CPRの蛍光消光から求め、その値が野生型酵素と変わりなく、したがって、提案した"入り口残基"の妥当性を強く支持する結果を得た。(J. Biol.Chem.に投稿準備中)
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