合成化学的手法を用いるヘム異常代謝反応経路の解明

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12450368
• 研究機関: 福井工業高等専門学校
• 研究代表者: 生越 久靖 福井工業高等専門学校, 校長 (90026188)
• 研究分担者: 林 高史 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (20222226) ; 津田 良弘 福井工業高等専門学校, 物質工学科, 助教授 (60216463) ; 松井 修一 福井工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (60042975) ; 青柳 克弘 福島工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (40150940)
• キーワード: タンパク質再構成 / ヘムタンパク質 / N-アルキルポルフィリン / ミオグロビン / ヘム異常代謝 / NMR

研究概要

本年度は、まず異常代謝の際に誘導される、N-アルキルポルフィリン金属錯体を合成した。具体的には、メソポルフィリンのA環、B環にそれぞれ選択的にN-メチル化するために、ポルフィリン環を段階的に合成し、そのルートを確立した。また、そのポルフィリンにコバルト、亜鉛などを挿入することを試みた。得られた化合物はNMR、Mass等で同定を行った。
さらに亜鉛錯体について、アポミオグロビンに挿入し、N-メチル体を有する再構成ミオグロビンの調製を行った。得られたタンパク質の安定性は、一般の再構成亜鉛ミオグロビンと同等であり、精製なども常法に従って行った。ヘムポケット中でのNーメチル亜鉛ポルフィリンの配向(表・裏)は、プロトンNMRによって評価した。特に、N-メチルの水素はポルフィリン環の環電流効果を受けて、-4ppm以上高磁場シフトが見られた。また、2DNMRからメチル基に近いアミノ酸残基の同定も行い、表と裏の比を算出した。結論としては、N-メチル基はVal68の残基との立体反発を避ける形でヘムポケット内に配向する新しい事実を見出した。来年度は、この知見を生かし、タンパク質内でのメチル基の転移の挙動を評価する予定である。

研究成果

• [文献書誌] H.Ogoshi and T.Mizutani: "Novel Approach to Molecular Recognition Using Porphyrins"Current Opinion in Chemical Biology. 3.No6. 736-739 (1999)
• [文献書誌] T.Mizutani,N.Sakai,S.Tagi,T.Takagishi and H.Ogoshi: "Allosteric Chirality Amplification in Zinc Bilinone Dimer"J.Am.Chem.Soc.. 122. 748-749 (2000)
• [文献書誌] Y.Hitomi,T.Hayashi,T.Mizutani,Y.Hisaeda and H.Ogoshi: "Interprotein Electron Transfer Reaction by an Artical Interface Artical Interface"Angew.Chem.Int.Ed.Engl..
• [文献書誌] K.Aoyagi and T.Haga: "Synthesis and Spectroscopic, Electrochemical Properties of meso-Tetrakis (trifluoromethyl) porphyrin."Research Reports Fukusima National College of Technology. 40. 53-57 (2000)
• [文献書誌] H.Ogoshi,T.Mizutani,T.Hayashi and Y.Kuroda: "The Porphrin Hndbook.Vol.6, Chapt 46, Eds.K.Kadish, K.M.Smith,R.Guilard"Academic Press, San Diego. 62 (2000)