ヘムタンパク質へのフッ素の導入とフッ素の利点を用いた構造・機能解析の研究

• 研究課題/領域番号: 19550172
• 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: 長岡工業高等専門学校
• 研究代表者: 鈴木 秋弘 長岡工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (60179190)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2009年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2008年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2007年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 生物有機化学 / 合成化学 / フッ素 / ポルフィリン / ヘムタンパク質 / F-NMR

研究概要

ヘムタンパク質の機能は、ヘムの電子構造とヘム周辺アミノ酸との相互作用により決定されているが、ヘムの電子状態と機能との詳細はあまり検討されていない。そこで、本研究では、ヘムの電子構造に着目し、ピロール、ポルフィリン、ヘムへのフッ素基(F基、CF_3基)の導入を行った。そして、フッ素の利点を用いた構造と機能の関係を^<19>F-NMRと酸塩基平衡定数の測定を用いて解析した。そして、ヘム鉄の電子密度の低下が酸素親和力を低下させることを確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of Heme Modification on Oxygen Affinity of Myoglobin and Equilibrium of the Acid-Alkaline Transition in Metmyoglobin (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Shibata, S. Nagao, M. Fukaya, H. Tai, S. Nagatomo, K. Morihashi, T. Matsuo, S. Hirota, A. Suzuki, K. Imai, Y. Yamamoto
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 132 ページ: 6091-6098
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Heme Modification on Oxygen Affinity of Myoglobin and Equilibrium of the Acid-Alkaline Transition in Metmyoglobin (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomokazu Shibata
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 132 ページ: 6091-6098
  • 査読あり
• [学会発表] ミオグロビンにおけるヘム側鎖の電子的性質とヘム鉄の電子密度及び反応性との関係 (2010)
  • 著者名/発表者名: 深谷昌史、柴田友和、太虎林、長友重紀、山本泰彦、鈴木秋弘
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] フッ素置換基導入によるポルフィリン環の化学修飾 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋香織、坂井優介、鈴木秋弘
  • 学会等名: 第15回高専シンポジウムinいわき
  • 発表場所: いわき市文化センター
  • 年月日: 2010-01-23
• [学会発表] Analysis of Subunit「Interaction in Human Adult and Fetal Hemoglobins through the characterization of the Acid-Alkaline Transition」 (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Shibata, S. Nagao, H. Tai, S. Nagatomo, H. Hamada, H. Yoshikawa, A. Suzuki, Y. Yamamoto
  • 学会等名: 14th International Conference on Biological Inorganic Chemistry
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2009-07-27
• [学会発表] Analysis of Subunit Interaction in Human Adult and Fetal Hemoglobins through the characterization of the Acid-Alkaline Transition (2009)
  • 著者名/発表者名: Tomokazu Shibata
  • 学会等名: 14th International Conference on Biological Inorganic Chemistry
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2009-07-27
• [学会発表] Relationship between Oxygen Affinity of Myoglobin and the Equilibrium constant of Acid-Alkaline Transition in Metmyoglobin (2009)
  • 著者名/発表者名: Tomokazu Shibata
  • 学会等名: 14th International Conference on Biological Inorganic Chemistry
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2009-07-27
• [学会発表] フッ素化ヘム再構成ヘモグロビン(Hb)の19F NMRによる機能解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 水関和哉、太虎林、長友重紀、山本泰彦、鈴木秋弘
  • 学会等名: 第47回NMR討論会P040
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2008-11-14
• [学会発表] フッ素化ヘム再構成ヘモグロビン(Hb)の^<19>F NMR による機能解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山本泰彦
  • 学会等名: 第47回NMR討論会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2008-11-14
• [学会発表] フッ素化ヘム再構成ヘムタンパク質の19F NMRシグナルの磁場依存性の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宮崎泰斗、太虎林、長友重紀、山本泰彦、鈴木秋弘
  • 学会等名: 第47回NMR討論会P041
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2008-11-12
• [学会発表] フッ素化ヘム再構成ヘムタンパク質の^<19>F NMR シグナルの磁場依存性の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山本泰彦
  • 学会等名: 第47回NMR討論会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2008-11-12
• [学会発表] C_2対称フッ素化ヘム再構成ヘムタンパク質の活性部位構造の^<19>F NMRによる解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山本泰彦
  • 学会等名: 第47回NMR討論会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2008-11-12
• [学会発表] C2対称フッ素化ヘム再構成ヘムタンパク質におけるFe-His配位結合の19F NMRによる解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 水関和哉、宮崎泰斗、柴田友和、古市英資、長友重紀、河野慎、山本泰彦、鈴木秋弘
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年会
  • 発表場所: 立教大学池袋キャンパス
  • 年月日: 2008-03-27
• [学会発表] ヘム側鎖にフッ素をもつヘムタンパク質の19F NMR (2007)
  • 著者名/発表者名: 山本泰彦、長尾聡、水関和哉、河野慎、長友重紀、鈴木秋弘
  • 学会等名: 第46回NMR討論会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2007-09-12
• [学会発表] ヘム側鎖にフッ素をもつヘムタンパク質の19F NMR (2007)
  • 著者名/発表者名: 山本泰彦
  • 学会等名: 第46回NMR討論会
  • 発表場所: 第46回NMR討論会
  • 年月日: 2007-09-12
• [学会発表] フッ素化ヘム再構成酸化型ヘモグロビンにおける酸塩基平衡の19F NMR研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 長友重紀、長尾聡、水関和哉、河野慎、山本泰彦、鈴木秋弘、今井清博
  • 学会等名: 第34回生体分子科学討論会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2007-06-22
• [学会発表] NMR測定用フッ素核プローブの開発とその応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 鈴木秋弘
  • 学会等名: 第6回産官学連携推進会議
  • 発表場所: 国立京都国際会館
• [図書] 物質工学入門シリーズ「基礎からわかる機器分析」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤正直, 内山一美, 鈴木秋弘
  • 出版者: 森北出版
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.nagaoka-ct.ac.jp/mb/index.files/Page1144.htm