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ヘム蛋白特にP450における鉄I価中間体検出のための高速酸素混合測定装置試作

研究課題

研究課題/領域番号 60870012
研究種目

試験研究

配分区分補助金
研究分野 医化学一般
研究機関京都大学

研究代表者

折井 豊 (1987)  京都大学, 医学部, 助教授 (60028149)

佐野 晴洋 (1985-1986)  京大, 医学部, 教授 (60025533)

研究分担者 佐野 晴洋  滋賀医科大学, 学長 (60025533)
川西 正祐  京都大学, 医学部, 講師 (10025637)
折井 豊  京都大学, 医学部, 助教授 (60028149)
研究期間 (年度) 1985 – 1987
研究課題ステータス 完了 (1987年度)
配分額 *注記
12,000千円 (直接経費: 12,000千円)
1987年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1986年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
1985年度: 8,000千円 (直接経費: 8,000千円)
キーワードα-オキシヘム / 鉄(II)-α-オキシポルフィリンπ-中性ラジカル / Fe(I)-ポルフィリン / ESR / 高速酸素混合装置 / P-450 / プロトヘムーn-ブチルメルカプチド / オキセン / オキシゲナーゼ / ビリルビン / ビリベルジン / ミオグロビン / プロトヘム-1,2-ジメチルイミダゾール錯体 / α-オキシヘムπ-中性ラジカル / 鉄1価化合物 / 【P_(450)】モデル
研究概要

ヘムオキシゲナーゼやP-450はNADPHに由来する2ケの電子と分子状酸素を用いて, それぞれ基質としてのヘムや脂質ヘムの酸素添加を行うモノオキシゲナーゼ反応を触媒している. その場合何れもプロトヘムの鉄の電子状態と酸素の活性化及び基質への酸素分子又は原子の取り込みがおこるのであるが, その詳細は不明である. ヘムオキシゲナーゼ反応ではプロトヘムからα-オキシヘムに至る過程は酵素的に進行するが, それ以後ベルドヘム, ビリベルジンへの過程は自動酸化的に非酵素的に反応が進行する. 高速酸素混合装置を試作し, 酵素反応及び有機溶媒系を用いるモデル反応において, 反応中間体の生成の模様をm-secのオーダーで常温から-10°C迄の低温下で電子スペクトルを観察し, 更に77Kに迄導いてESRを測定した. その結果酵素的に生じたオキシヘムのメゾ位炭素につく水素基は容易に脱プロトン化してエノレートイオンを形成し, 更に中心鉄へ-電子分子内転移を行い, 鉄2価のポルフィリンπ-中性ラジカルを生じ, メゾ位炭素に隣接する炭素に, 電子密度が高くなることが計算され, そこに酸素の添加がおこり, 893nmに一過性に吸収が現れる. このFe(II)-ラジカルを77KでESRをとるとFeI価と極めて類似のESR像が得られる. P-450反応に於いて, S^-+Fe^<2+>-O_2→S・Fe(I)-O_2→S・Fe〓→(FeO)^<3+>を考え反応中間体としてFeI価に近いものが現れるのではないかと予想して, プロトヘムーn-ブチルメチルカプチドを用いて実験を行ったが, ESRではFe(II)価の低スピン状態を観察するに止まりFe(I)価の状態は認められなかった. Fe(IV)=Oを思わせる438, 555, 583nmに吸収を持つスペクトルが得られ, これはS・FeII-O_2^〓→Fe(IV)=Oを形成するものと考えられる. 本研究に試作された高速酸素混合装置は, プロトヘム→α-オキシヘム生成の反応やその他の有機溶媒系を用いる化学反応の中間代謝産物の電子スペクトル及びESR測定に極めて大きい効果を持つことが判明した.

報告書

(3件)
  • 1987 研究成果報告書概要
  • 1986 実績報告書
  • 1985 実績報告書

研究成果

(19件)

すべて その他

すべて 文献書誌

  • [文献書誌] Isao Morishima: J. Am. Chem. Soc.IN PRESS. (1988)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1987 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiyo Sano: Gordon Research Conference. (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1987 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yutaka Orii: Photomedicine and Photobiology. IN PRESS. (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1987 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiyo Sano: Proc. Nat1. Acad. U.S.A.83. 531-535 (1986)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1987 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Isao Morishima: J. Am. Chem. Soc.108. 3858-3860 (1986)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1987 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiyo Sano: "Mechanisms of chemical-induced porphyrinopathies" The New York Academy of Sciences, (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1987 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Isao Motishima: "Studies on iton(II)-meso-hydroxyporphyrin <pi>-neutral radical as a reaction intermediate in the heme catabolism" J. Am. Chem. Soc.in press. (1988)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1987 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiyo Sano: "Oxygenation of reconstituted <alpha>-meso-hydroxyprotohemin IX-hemeoxygenase complex" Gordon Research Conference. (1988)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1987 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yutaka Orii: "Photodynamic actions of porphyrin derivatives:Inactivation of bovine heart cytochrome oxidase" Photomedicine and Photobiology. in press. (1988)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1987 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiyo Sano: "On the mechanism of the chemical and enzmic oxygenation of <alpha>-oxyprotohemin IX to Fe-biliverdin IX<alpha>" Proc. Natl. Cad. Sci. U.S.A.83. 531-535 (1986)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1987 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiyo Sano: "NMR studies of metalloporphyrin radical iron(II) oxyphyrin" J. Am. Chem. Soc.108. 3858-3860 (1986)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1987 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiyo Sano: The New York Academy of Sciences. Mechanisms of chemical-induced porphyrinopathies, (1988)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1987 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 佐野晴洋: 生化学. 58. 756 (1986)

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書
  • [文献書誌] 佐野晴洋: Annals of The New York Academy of Sciences. (1987)

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書
  • [文献書誌] 関美彦: Toxicology and Applied Pharmacology. (1987)

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書
  • [文献書誌] 佐野晴洋: "生化学実験講座" 東京化学同人, 24 (1987)

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書
  • [文献書誌] 佐野晴洋: "蛋白質・核酸・酵素別冊「血色素の分子生理と分子病理」" 共立出版, (1987)

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書
  • [文献書誌] Proc.Natl.Acad.Sci.83-03. (1986)

    • 関連する報告書
      1985 実績報告書
  • [文献書誌] 生化学. 57-08. (1985)

    • 関連する報告書
      1985 実績報告書

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公開日: 1987-03-30   更新日: 2016-04-21  

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