ヘムオキシゲナーゼ-1によるヘム分解機構の解明

• 研究課題/領域番号: 19750150
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 久留米大学
• 研究代表者: 佐藤 秀明 久留米大学, 医学部, 准教授 (60271996)
• 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: 3,440千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 540千円); 2009年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2008年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2007年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
• キーワード: ヘム代謝 / 酵素反応機構 / 酸化還元電位 / 構造生物学 / 生体分子 / 酵素反応 / 生物物理

研究概要

ヘムオキシゲナーゼと反応中間体α-ベルドヘムの複合体を嫌気下で調製し,複合体におけるベルドヘムのオキサポルフィリン環の一電子還元について光電気化学的手法により還元電位を求めた。また,この電気化学的還元およびシトクロムP450還元酵素から複合体への電子伝達における,CO等のリガンドの効果について検討した。さらに,嫌気条件で複合体の結晶構造を解明し,ヘムオキシゲナーゼによる生理的なベルドヘム分解機構について考察した。

研究成果

• [雑誌論文] Crystal Structure of Rat Haem Oxygenase-1 in Complex with Ferrous Verdohaem: Presence of a Hydrogen-Bond Network on the Distal Side (2009)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Sato, Masakazu Sugishima, Hiroshi Sakamoto, Yuichiro Higashimoto, Chizu Shimokawa, Keiichi Fukuyama, Graham Palmer, Masato Noguchi
  • 雑誌名: Biochem. J. 419 ページ: 339-345
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of Metals in Enzymatic and Nonenzymatic Decomposition of C-Terminalα- Hydroxyglycine to Amide: An Implication for the Catalytic Role of Enzyme-Bound Zinc in the Peptidylamidoglycolate Lyase Reaction (2009)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Takahashi, Saori Harada, Yuichiro Higashimoto, Chizu Shimokawa, Hideaki Sato, Masakazu Sugishima, Yasuhiko Kaida, Masato Noguchi
  • 雑誌名: Biochemistry 48 ページ: 1654-1662
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal Structure of Rat Haem Oxygenase-1 in Complex with Ferrous Verdohaem : Presence of a Hydrogen-Bond Network on the Distal Side (2009)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Sato, Masakazu Sugishima, Hiroshi Sakamoto, Yuichiro Higashimoto, Chizu Shimokawa, Keiichi Fukuyama, Graham Palmer, Masato Noguchi
  • 雑誌名: Biochemical Journal 419 ページ: 339-345
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of Metals in Enzymatic and Nonenzymatic Decomposition of C-Terminal α-Hydroxyglycine to Amide : An Implication for the Catalytic Role of Enzyme-Bound Zinc in the Peptidylamidoglycolate Lyase Reaction (2009)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Takahashi, Saori Harada, Yuichiro Higashimoto, Chizu Shimokawa, Hideaki Sato, Masakazu Sugishima, Yasuhiko Kaida, Masato Noguchi
  • 雑誌名: Biochemistry 48 ページ: 1654-1662
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mass Spectrometric Identification of Lysine Residues of Heme Oxygenase-1 That Are Involved in Its Interaction with NADPH-cytochrome P450 Reductase (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Higashimoto, Masakazu Sugishima, Hideaki Sato, Hiroshi Sakamoto, Keiichi Fukuyama, Graham Palmer, Masato Noguchi
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 367 ページ: 852-858
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mass Spectrometric Identification of Lysine Residues of Heme Oxygenase-1 That Are Involved in Its Interaction with NADPH-Cytochrome P450 Reductase (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Higashimoto, Masakazu Sugishima, Hideaki Sato, Hiroshi Sakamoto, Keiichi Fukuyama, Graham Palmer, Masato Noguchi
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 367 ページ: 852-858
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Reduction of Ferrousα-Verdoheme in Complex with Heme Oxygenase-1 (2007)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Sato, Yuichiro Higashimoto, Hiroshi Sakamoto, Masakazu Sugishima, Kenichi Takahashi, Graham Palmer, Masato Noguchi
  • 雑誌名: J. Inorg. Biochem. 101 ページ: 1394-1399
  • 査読あり
• [雑誌論文] Supramolecular Hemoprotein Linear Assembly by Successive Interprotein Heme-Heme Pocket Interactions (2007)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Kitagishi, Koji Oohora, Hiroyasu Yamaguchi, Hideaki Sato, Takashi Matsuo, Akira Harada, Takashi Hayashi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 129 ページ: 10326-10327
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Reduction of Ferrous α-Verdoheme in Complex with Heme Oxygenase-1 (2007)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Sato, Yuichiro Higashimoto, Hiroshi Sakamoto, Masakazu Sugishima, Kenichi Takahashi, Graham Palmer, Masato Noguchi
  • 雑誌名: Journal of Inorganic Biochemistry 101 ページ: 1394-1399
  • 査読あり
• [雑誌論文] Supramolecular Hemoprotein Linear Assembly by Successive Interprotein Heme-Heme Pocket Interactions (2007)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Kitagishi, Koji Oohora, Hiroyasu Yamaguchi, Hideaki Sato, Takashi Matsuo, Akira Harada, Takashi Hayashi
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 129 ページ: 10326-10327
  • 査読あり
• [学会発表] ベルドヘム-ヘムオキシゲナーゼ-1複合体の構造解析(Crystal structure of verdoheme-heme oxygenase-1 complex) (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤透盟, 杉島正一, 坂本寛, 東元祐一郎, 福山恵一, 野口正人
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 東大阪
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] ベルドヘム-ヘムオキシゲナーゼ-1複合体の構造解析(Crystal structure of verdoheme-heme oxygenase-1 complex) (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤秀明, 杉島正一, 坂本寛, 東元祐一郎, 福山恵一, 野口正人
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 近畿大学(東大阪市)
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] ペプチドアミド化反応における亜鉛および鉄イオンの役割(The roles of zinc and iron ion in peptide amidation) (2010)
  • 著者名/発表者名: 下川千寿, 原田沙織, 東元祐一郎, 佐壷透盟, 杉島正一, 野口正人
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 東大阪
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] ペプチドアミド化反応における亜鉛および鉄イオンの役割(The roles of zinc and iron ion in peptide amidation) (2010)
  • 著者名/発表者名: 下川千寿, 原田沙織, 東元祐一郎, 佐藤秀男, 杉島正一, 野口正人
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 近畿大学(東大阪市)
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] Ferrousα-Verdoheme in Complex with Rat Heme Oxygenase-1 (2009)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Sato, Masakazu Sugishima, Yuichiro Higashimoto, Hiroshi Sakamoto, Chizu Shimokawa, Masato Noguchi
  • 学会等名: Its Crystal Structure and Electrochemistry (The 6th International Congress on Heme Oxygenases: Heme Oxygenases in Biology and Medicine
  • 発表場所: Miami Beach, Florida, U.S.A.
  • 年月日: 2009-10-02
• [学会発表] Ferrous α-Verdoheme in Complex with Rat Heme Oxygenase-1. Its Crystal Structure and Electrochemistry (2009)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Sato, Masakazu Sugishima, Yuichiro Higashimoto, Hiroshi Sakamoto, Chizu Shimokawa, Masato Noguchi
  • 学会等名: The 6th International Congress on Heme Oxygenases : Heme Oxygenases in Biology and Medicine
  • 発表場所: Miami Beach, Florida, U.S.A.
  • 年月日: 2009-10-02
• [学会発表] α-ベルドヘム-ヘムオキシゲナーゼ-1複合体の電気化学と結晶構造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤秀明, 杉島正一, 東元祐一郎, 坂本寛, 福山恵一, 野口正人
  • 学会等名: 第24回生体機能関連化学シンポジウム・第12回バイオテクノロジー部会シンポジウム
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] Peptidylamidoglycolate lyase反応における鉄および亜鉛イオンの役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 下川千寿, 原田沙織, 東元祐一郎, 佐藤秀明, 杉島正一, 野口正人
  • 学会等名: 第24回生体機能関連化学シンポジウム・第12回バイオテクノロジー部会シンポジウム
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] α-ベルドヘム-ヘムオキシゲナーゼ-1複合体の電気化学と結晶構造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤秀明, 杉島正一, 東元祐一郎, 坂本寛, 福山恵一, 野口正人
  • 学会等名: 第24回生体機能関連化学シンポジウム・第12回バイオテクノロジー部会シンポジウム
  • 発表場所: 九州大学(福岡市)
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] Peptidylamidoglycolate lyase 反応における鉄および亜鉛イオンの役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 下川千寿, 原田沙織, 東元祐一郎, 佐藤秀明, 杉島正一, 野口正人
  • 学会等名: 第24回生体機能関連化学シンポジウム・第12回バイオテクノロジー部会シンポジウム
  • 発表場所: 九州大学(福岡市)
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] α-ベルドヘム-ヘムオキシゲナーゼ-1複合体の結晶構造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤秀明, 杉島正一, 坂本寛, 東元祐一郎, 野口正人
  • 学会等名: 平成21年度日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-05-17
• [学会発表] α-ベルドヘム-ヘムオキシゲナーゼ-1複合体の結晶構造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤秀明, 杉島正一, 坂本寛, 東元祐一郎, 野口正人
  • 学会等名: 平成21年度日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 九州大学(福岡市)
  • 年月日: 2009-05-17
• [学会発表] ベルドヘム-ヘムオキシゲナーゼ-1複合体の還元反応 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤秀明, 東元祐一郎, 坂本寛, 杉島正一, 野口正人
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会
  • 発表場所: 船橋
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] ベルドヘムーヘムオキシゲナーゼ-1複合体の還元反応(Reduction of verdoheme-heme oxygenase-1 complex) (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤秀明, 東元祐一郎, 坂本寛, 杉島正一, 野口正人
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会
  • 発表場所: 船橋市
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] 質量分析法によるヘムオキシゲナーゼとNADPH-シトクロムP450還元酵素, ビリベルジン還元酵素との相互作用解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 東元祐一郎, 杉島正一, 佐藤秀明, 下川千寿, 原田沙織, 坂本寛, 野口正人
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会(BMB2008)
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] CO配位型ベルドヘム-ヘムオキシゲナーゼ複合体のオキサポルフィリン環の還元 (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐藤秀明, 東元祐一郎, 坂本寛, 杉島正一, 下川千寿, 原田沙織, 野口正人
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会(BMB2008)
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] Crystal Structure of Rat Verdoheme-Heme Oxygenase-1 Complex (2008)
  • 著者名/発表者名: Masakazu Sugishima, Hideaki Sato, Yuichiro Higashimoto, Hiroshi Sakamoto, Chizu Shimokawa, Saori Harada, Keiichi Fukuyama, Masato Noguchi
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] 質量分析法によるヘムオキシゲナーゼとNADPH-シトクロムP450還元酵素, ビリベルジン還元酵素との相互作用解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 東元祐一郎, 杉島正一, 佐藤秀明, 下川千寿, 原田沙織, 坂本寛, 野口正人
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会(BMB2008)
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] CO配位型ベルドヘムーヘムオキシゲナーゼ複合体の オキサポルフィリン環の還元(Reduction of oxaporphyrin ring of CO-bound verdoheme-heme oxygenase complex) (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐藤秀明, 東元祐一郎, 坂本寛, 杉島正一, 下川千寿, 原田沙織, 野口正人
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会(BMB2008)
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] Crystal Structure of Rat Verdoheme-Heme Oxygenase-1 Complex (2008)
  • 著者名/発表者名: Masakazu Sugishima, Hideaki Sato, Yuichiro Higashimoto, Hiroshi Sakamoto, Chizu Shimokawa, Saori Harada, Keiichi Fukuyama, Masato Noguchi
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会(BMB2008)
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] 質量分析法によるヘムオキシゲナーゼとNADPH-シトクロムP450還元酵素, ビリベルジン還元酵素との相互作用解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 東元祐一郎, 杉島正一, 佐藤秀明, 坂本寛, 野口正人
  • 学会等名: 平成20年度日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-05-18
• [学会発表] 質量分析法によるヘムオキシゲナーゼとNADPH-シトクロムP450還元酵素,ビリベルジン還元酵素との相互作用解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 東元祐一郎, 杉島正一, 佐藤秀明, 坂本寛, 野口正人
  • 学会等名: 平成20年度日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2008-05-18
• [学会発表] 共鳴ラマン分光法によるインドールアミン2, 3ジオキシゲナーゼの解析(Analysis of substrate interaction of human indoleamine 2, 3-dioxygenase by resonance Raman spectroscopy and site-directed mutagenesis) (2007)
  • 著者名/発表者名: 四ッ谷景子, 杉本宏, 大槻崇史, 佐藤秀明, 吉田匡, 小倉尚志, 城宜嗣
  • 学会等名: 第45回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-23
• [学会発表] α-ベルドヘム-ラットヘムオキシゲナーゼ-1複合体の電気化学的還元(Electrochemical reduction of ferrous a -verdoheme-rat heme oxygenase-1 complex) (2007)
  • 著者名/発表者名: 佐藤秀盟, 東元祐一郎, 坂本寛, 野口正人
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会(BMB2007)
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-11
• [学会発表] α-ベルドヘムーラットヘムオキシゲナーゼー1複合体の電気化学的還元(Electrochemical Reduction of Ferrous α-Verdoheme-Rat Heme Oxygenase-1 Complex) (2007)
  • 著者名/発表者名: 佐藤秀明, 東元祐一郎, 坂本寛, 野口正人
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会(BMB2007)
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2007-12-11
• [学会発表] FMN欠失NADPH-シトクロムP450還元酵素を用いたヘムオキシゲナーゼ反応における電子授受機構の検討 (2007)
  • 著者名/発表者名: 東元祐一郎, 佐藤秀盟, 杉島正一, 坂本寛, 野口正人
  • 学会等名: 第7回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2007-05-25
• [学会発表] FMN欠失NADPH-シトクロムP450還元酵素を用いたヘムオキシゲナーゼ反応における電子授受機構の検討 (2007)
  • 著者名/発表者名: 東元祐一郎, 佐藤秀明, 杉島正一, 坂本寛, 野口正人
  • 学会等名: 第7回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2007-05-25
• [学会発表] ベルドヘム-ヘムオキシゲナーゼ複合体の電気化学的還元 (2007)
  • 著者名/発表者名: 佐藤秀明, 東元祐一郎, 坂本寛, 野口正人
  • 学会等名: 平成19年度日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2007-05-19
• [学会発表] ベルドヘムーヘムオキシゲナーゼ複合体の電気化学的還元 (2007)
  • 著者名/発表者名: 佐藤秀明, 東元祐一郎, 坂本寛, 野口正人
  • 学会等名: 平成19年度日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 宮崎市
  • 年月日: 2007-05-19
• [備考]
  • URL: http://gmed.kurume-u.ac.jp/rink/index3.html