2001 年度実績報告書

フリーラジカルを生成する複合金属フラビン酵素の構造と機能

研究課題

研究課題/領域番号	13480212
研究機関	日本医科大学
研究代表者	西野武士日本医科大学, 医学部, 教授 (40094312)
研究分担者	岡本研日本医科大学, 医学部, 助手 (60267143) 阿部靖子日本医科大学, 医学部, 講師 (60089612) 岩崎俊雄日本医科大学, 医学部, 講師 (40277497) 松村智裕日本医科大学, 医学部, 助手 (20297930) 西野朋子日本医科大学, 医学部, 助手 (80075613)
キーワード	活性酸素 / キサンチン脱水素酵素 / キサンチン酸化酵素 / 金属タンパク質 / X線結晶解析 / 非ヘム鉄 / ペルオキシレドキシン / 鉄結合タンパク質
研究概要	スーパーオキシドの生成酵素であるモリブデン、非ヘム鉄、フラビン含有酵素であるキサンチン脱水素酵素・酸化酵素のそれぞれの2.1、2.5A^^。分解能のX線結晶構造の違いを解析し、コンフォメション変化の生ずる理由を解明しているが、さらにキサンチン脱水素酵素の1.6A^^。高分解能のX線結晶構造を解析した。タンパク質分解酵素作用によりフラビンドメインとモリブデンドメインを結ぶ長鎖リンカーの切断により、F549とR335、R429との水素結合ネットワークが断たれ、それに伴いW336とR427-D429の相互作用が切断され結果としてD429のフラビン環6位近傍からの遠ざかりとR427の接近が生ずることが判明し、詳細な構造変化の機構が開明された(現在論文執筆中)。また脱水素酵素から酸化酵素への変換に関与するF549とR335、R429の変異体による解析を進めた。またF337Lの変異体を作成し、この酵素が殆どスーパーオキシドのみを産生することを見い出したが、さらにこの残基のフラビンヘの酸化還元電位への寄与を発見した。さらにモリブデン近傍の活性中心に種々の阻害剤であるリガンドを結合させ、その構造変化を解析した。同時にスペクトル変化と結合定数を求めた。リガンドのうち痛風治療薬に有望な物質を確認した。類似酵素であるヘム鉄、フラビン含有酵素であるセルビオース脱水素酵素につき、分子内電子伝達の機構を高速反応速度論により解析した。さらに過酸化水素分解タンパクであるHBP23のヘムの役割およびアミノ酸の役割を部位特異的変異法により解析した。

研究成果
(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] K. Ichida, T. Matsumura, R. Sakuma, T. Hosoya, T. Nishino: "Mutation of human molybdenum cofactor sulfurase gene is responsible for classical xanthinuria type II"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 282. 1194-1200 (2001)
[文献書誌] Cosper NJ, Scott RA, Hori H, Nishino T, Iwasaki T.: "X-ray absorption spectroscopic analysis of the high-spin ferriheme site in substrate-bound neuronal nitric-oxide synthase"J Biochem. 130(2). 191-198 (2001)
[文献書誌] Nishino, T.: "Crystal structures of bovine milk xanthine dehydrogenase and mechanism of conversion from the delhydrogenase to the oxidase"Indian J. Chem. 41. 78-79 (2002)
[文献書誌] Nishino, T., K. Okamoto, K., Pai, E.: "High-Resolution Structure of Bovine Milk Xanthine Oxidoreducatase and Inhibitor Complexes"Spring-8 Research Frontiers. (in press).
[文献書誌] Igarashi, I., Momohara, I., Nishino, T., Samejima, M.: "Kinetics of inter-domain electron transfer in flavocytochrome cellobiose dehydrogenase from the white-rot fungus Phanerochaete chrysosporium"Biochem. J. (in press).
[文献書誌] Pai, E., Nishino, T.: "Metal Ions in Biological Systems"Marcel Dekker, Inc., New York. 24 (2002)

2001 年度 実績報告書

フリーラジカルを生成する複合金属フラビン酵素の構造と機能

研究代表者

西野 武士 日本医科大学, 医学部, 教授 (40094312)

研究成果

[文献書誌] K. Ichida, T. Matsumura, R. Sakuma, T. Hosoya, T. Nishino: "Mutation of human molybdenum cofactor sulfurase gene is responsible for classical xanthinuria type II"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 282. 1194-1200 (2001)

[文献書誌] Cosper NJ, Scott RA, Hori H, Nishino T, Iwasaki T.: "X-ray absorption spectroscopic analysis of the high-spin ferriheme site in substrate-bound neuronal nitric-oxide synthase"J Biochem. 130(2). 191-198 (2001)

[文献書誌] Nishino, T.: "Crystal structures of bovine milk xanthine dehydrogenase and mechanism of conversion from the delhydrogenase to the oxidase"Indian J. Chem. 41. 78-79 (2002)

[文献書誌] Nishino, T., K. Okamoto, K., Pai, E.: "High-Resolution Structure of Bovine Milk Xanthine Oxidoreducatase and Inhibitor Complexes"Spring-8 Research Frontiers. (in press).

[文献書誌] Igarashi, I., Momohara, I., Nishino, T., Samejima, M.: "Kinetics of inter-domain electron transfer in flavocytochrome cellobiose dehydrogenase from the white-rot fungus Phanerochaete chrysosporium"Biochem. J. (in press).

[文献書誌] Pai, E., Nishino, T.: "Metal Ions in Biological Systems"Marcel Dekker, Inc., New York. 24 (2002)

2001 年度実績報告書

西野武士日本医科大学, 医学部, 教授 (40094312)