銅タンパク質における電子伝達と酸素活性化の特異性

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03241210
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 櫻井 武 金沢大学, 教養部, 助教授 (90116038)
• 研究分担者: 中尾 安男 岡山大学, 教育学部, 教授 (70029693) ; 池田 修 金沢大学, 教養部, 教授 (60089878)
• キーワード: 銅タンパク質 / 銅酵素 / 生物無機化学 / 電子伝達 / ブル-銅 / 三角銅クラスタ- / 電気化学 / 電子スピン共鳴

研究概要

遷元型牛心筋チトクロムCとうるしラッカ-ゼの間の電子移動反応をpH,イオン強度、温度との関係において調べた。速度定数は低イオン強度ほど速く、これは両タンパク質が塩基性であるにもかかわらず、ロ-カルな相互作用(静電的なもので、Z_AZ_B=-0.45)がタンパクの会合に寄与していることがわかった。また、PH依存性から両タンパクの酸化還元中心のレドックスポテンシャル差が反応の推進力のひとつであることがわかった。この発展として具体的にタンパクのどの部分がタンパク間相互作用に関与しているかを明らかにするため、ヘキサメタリン酸の効果を調べた。現在はタンパクの修飾を試みているところである。また、チト クロムCとアスコルビン酸オキシダ-ゼの反応を調べつつある。さらにZn置換ミオグロビンとうるしステラシアニン間の電子移動反応を調べ、この場合には両タンパクのネットチャ-ジが会合および電子移動速度を決定する最も重要な因子であることが明らかとなった。また直接電気化学的手法による電極とブル-銅タンパク質間の電子移動速度を決定するため、ポテンシャルステップ法でデ-タを集積中である。
一方、マルチ銅酸化酵素の活性中心と反応機構を調べる研究の一環として、嫌気下におけるフエロシアン化カリウムとラッカ-ゼ、アスコルビル酸オキシダ-ゼの反応を詳細に検討した。この結果、酸素の4電子還元を行う部位である三角銅クラスタ-の構成因子であるタイプIII銅とフェロシアン化カリウムが直接CN^-でブリッジしたスピ-シ-ズが得られて、これは前例のない変わったESRシグナルを与えることを見い出した。

研究成果

• [文献書誌] 櫻井 武: "Laccase Actiuates Mcnophenols,Eugenol and Isoeugenol" Journal of Pharmacobio dynamics. 14. S-114 (1991)
• [文献書誌] 鈴木 晋一郎: "Spectioscopic Stadies on Lacguer Penoxidase Fron Rhus.vernici bera and Its Derivatives" Journal of Inovganic Biochemistry. 44. 267-276 (1991)
• [文献書誌] 櫻井 武: "Anaerobic Reactions of Rhus vernicibera Laccase and Its Typeー2 CoppenーDepleted Derivatives with Hexacganoberrate(II)" Biochemical Journal. 284. (1992)
• [文献書誌] 櫻井 武: "Reassessmeint of the Unusual ESR Signal from type III Copper of Ascorhate Oxidase Reacted with Hexacyanobenctc(II)" Inorganica Chimica Acta. (1992)
• [文献書誌] 櫻井 武: "Kinetics of ElectronーTranster between Gytochrme C and Laccase"
• [文献書誌] 櫻井 武: "Rhus suceedanea PenoxiLare and its Compounds I and II"
• [文献書誌] 櫻井 弘 編: "生体微量元素" 広川書店, (1992)
• [文献書誌] 櫻井 弘 編: "バイオサイエンスESR" 広川書店, (1992)