| 研究概要 |
ヒドロゲナーゼは水素代謝に関わる金属酵素である.本酵素は水素の酸化.還元を触媒する機能を持つ.従って本酵素の工業的利用の可能性を探る研究は新規燃料電池の開発や石油に変わるクリーンエネルギー生成の道を拓くことにつながる.活性部位はNiとFe原子からなる複核金属錯体である.空気中で精製された酵素の活性部位のNi原子はIII価の酸化状態で不活性である.最近,その不活性型には二つの状態が存在することが明らかになった.それらはESRの測定によるNiのg値が(2.01,2.24,2.32)となるNi-A型と(2.01,2.16,2.33)のNi-B型と呼ばれる.Ni-A型は不活性一安定型分子であり,Ni-B型は不活性一活性準備型とも言われる.酵素が触媒作用を示すためにはNi-B型が必要であるが,触媒作用を休止するにはNi-A型にならなければ酵素を安定に取り扱うことはできない.本研究では,両者を完全に造り分ける方法を確立し,ヒドロゲナーゼの機能発現に至る過程を自在に操る方法を開発することを目指した.
昨年度までの研究で,Ni-A型とNi-B型の混合物である精製酵素溶液に50mMのNa_2Sを加え,空気に暴露することにより,純粋なNi-A型を調製する方法を見出していた.また,この過程においてNi-A型とNi-B型の中間体を経ていることも見出した.さらに,Ni-A型とNi-B型のそれぞれについて結晶化に成功し,X線結晶構造解析を行い,Ni-A型ではFeとNiの間のブリッジ配位子が2原子分子であるが,Ni-B型は単原子であることを見出しいた.
今年度は,この酵素の水素活性化の過程において,Ni-Fe活性部位の配位子構造がどのように変化していくかをさらに詳細に調べるために中性子線結晶解析に適する結晶の調製条件をスクリーニングして,0.2mm^3程度の大きさの単結晶の調製に成功した.また,活性部位の配位子構造を構築するための酵素群のうち,HypEタンパク質の結晶化に成功し,その回折実験を進めた.
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