キサンチン酸化酵素のモリブデン配位子の構造と機能

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04225229
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 西野 武士 横浜市立大学, 医学部, 助教授 (40094312)
• 研究分担者: 天谷 吉宏 横浜市立大学, 医学部, 助教授 (50193032)
• キーワード: モリブデン / 非ヘム鉄 / 金属フラビン酵素 / cDNA発現系 / バキュロビールス / 分子内電子伝達 / パルスラジオリシス

研究概要

1.酵素のX-線結晶解析による構造解析
ミルク酵素を前年までに結晶化させたが、結晶がX-線に弱いこと、結晶そのものが単結晶としての性質がないなどの問題点があった。本年度結晶化の吟味と筑波高エネルギー研究所のサイクロトロンを使用することにより問題がほぼ解決し、space groupを求めるのに成功した。現在重金属置換法を検討中である。
2.キサンチン酸化酵素の硫黄配位子合成機構の検討
メルカプトピルビン酸硫黄転移酵素を精製し、その部分アミノ酸配列を決めた。そのクローニングを試みたが、量が少ないためクローンをとるまでには至らなかった。しかし、アミノ酸配列がロダネーゼと極めて類似しているので、そのcDNAクローンを得、それを改変して転移酵素を作成中である。
3.キサンチン酸化酵素cDNAの酵素蛋白発現系の開発
前年までに開発系の確立に既に成功している。本年その発現酵素の精製とその分析を行った。発現酵素は二つの分画に分離され、一方は活性のないデモリブド型であったが、一方は活性のある型であった。その性質を詳細に検討した。さらに天然酵素からモリブデンコファクターを抽出し、デモリブド型を再構成するのをここみたが、結果は常には成功しない。その原因を追求するとともに、モリブデンコファクターの精製を試みその構造決定を行いつつある。
4.パルスラジオリシスによるキサンチン脱水素酵素の反応機構解析(2班小林一雄博士との共同研究)
キサンチン脱水素酵素の分子内電子伝達機構を明らかにした。従来分子内電子伝達はMo→Fe/S→FADと考えられてそれが定説となっていたが、新しいラジカルを用いその定説と異なる結果が得られた(Mo→FAD【double half arrows】Fe/S)。それは、今までの様子な実験結果とも合致し、この酵素の反応機構に新しい視点を与えるものとなった。またこの酵素の非ヘム鉄の役割についても新しい視点が

研究成果

• [文献書誌] T.Saito,V.Massey and T.Nishino: "Light product of photoreactive 6-azido-FAD bound to deflavo-milk xanthine oxidase" Biochemistry. 31. 6305-6311 (1992)
• [文献書誌] M.Ichikaw,T.Nishino T.Nishino.and A.Ichikawa: "Subcellular localization of xanthine oxidase in rat hepatocytes" J.Histochem.Cytochem.40. 1097-1103 (1992)
• [文献書誌] 西野 武士: "金属酵素による活性酸素の生成" J.Act.Oxyg.Free Rad.3. 686-691 (1992)
• [文献書誌] 西野 武士: "尿酸代謝と活性酸素" 日本プリンピシミジン代謝. 16. 118-121 (1992)
• [文献書誌] 西野 武士,岡本 研,三木 美弥子,小林 一雄: "パルスラジオロンス法によるキサンチン脱水素酵素の還元" 生化学. 64. 995 (1992)
• [文献書誌] 西野 朋子,斉藤 達也,野田 久美,天谷 吉宏,西野 武士: "キサンチン脱水素酵素cDNAのバキュロウィルス-昆虫培養細胞系による発現" 生化学. 64. 996 (1992)
• [文献書誌] 西野 武士: "フリーラジカルの臨床第7巻一部分担" 日本医学館, 6 (1993)