生物が利用するポルフィリンの側鎖が非対称であることの生理的意義

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18550159
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 横浜薬科大学 (2007-2008); 久留米大学 (2006)
• 研究代表者: 小俣 義明 横浜薬科大学, 薬学部, 教授 (20268840)
• 研究分担者: 野口 正人 久留米大学, 医学部, 教授 (10124611) ; 東元 祐一郎 久留米大学, 医学部, 準教授 (40352124) ; 佐藤 秀明 久留米大学, 医学部, 準教授 (60271996) ; 杉島 正一 久留米大学, 医学部, 講師 (30379292)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: ポルフィリン / ウロポルフィリノーゲン / ウロポルフィリノーゲンIII合成酵素 / 先天性骨髄性ポルフィリン症 / ハイドロキシメチルビラン / ハイドロキシメチルビラン合成酵素

研究概要

生物が利用するポルフィリン類が非対称な分子であることを決定づける、生合成過程4段階目のウロポルフィリノーゲンIII合成酵素(UROS)の性質を検討した。先天性骨髄性ポルフィリン症患者ではUROSの機能が劣っているが、ヒトUROSの場合には酵素の内部に存在するシステインが機能低下と関係していることが判った。アミノ酸変異酵素の性質から基質の結合や反応に関わるアミノ酸を同定し、酵素と基質の結合状態を推定した。

研究成果

• [雑誌論文] Crystal structure of rat haem oxygenase-1 in complex with ferrous verdohaem : Presence of a hydrogen bond network on the distal side (2009)
  • 著者名/発表者名: Sato, H.、Sugishima, M.、Sakamoto, H.、Higashimoto, Y.、Shimokawa, C.、Fukuyama, K.、Palmer, G.、Noguchi, M.
  • 雑誌名: Biochem. J. 419 ページ: 339-345
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mass spectrometric identification of lysine residues of heme oxygenase-1 that are involved in its interaction with NADPH-cytochrome P450 reductase (2008)
  • 著者名/発表者名: Higashimoto, Y.、Sugishima, M.、Sato, H.、Sakamoto, H.、Fukuyama, K.、Palmer, G.、 Noguchi, M.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 367 ページ: 852-858
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction between heme and synthetic peptides containing heme regulatory motifs of rat heme oxygenase-2 (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakashima, S.、Higashimoto, Y.、Noguchi, M.、Sakamoto, H.
  • 雑誌名: Peptide Science 44 ページ: 249-250
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical reduction of ferrous α-verdoheme in complex with heme oxygenase-1 (2007)
  • 著者名/発表者名: Sato, H.、Higashimoto, Y.、Sakamoto, H.、Sugishima, M.、Takahashi, K.、Palmer, G.、Noguchi, M.
  • 雑誌名: J. Inorg. Biochem 101 ページ: 1394-1399
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alternative cyanide-binding modes to the kaem iron in haem oxygenase (2007)
  • 著者名/発表者名: Sugishima, M.、Oda, K.、Ogura, T.、Sakamoto, H.、Noguchi, M.、Fukuyama, K.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr. F 63 ページ: 471-474
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-ray crystallographic and biochemical characterization of the inhibitory action of an imidazole-dioxolane compound on heme oxygenase (2007)
  • 著者名/発表者名: Sugishima, M.、Higashimoto, Y.、Oishi, T.、Takahashi, H.、Sakamoto, H.、Noguchi, M.、Fukuyama, K.
  • 雑誌名: Biochemistry 46 ページ: 1860-1867
  • 査読あり
• [雑誌論文] The raction of heme-and verdoheme-heme oxygenase-1 complexes with FMN-depleted NADPH-cytochrome P450 reductase. Electrons required for verdoheme oxudation can be transferred through a pathway not involving FMN (2006)
  • 著者名/発表者名: Higashimoto, Y.、Sato, H.、Sakamoto, H.、Takahashi, K.、Palmer, G.、Noguchi, M.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 281 ページ: 31659-3167
  • 査読あり
• [学会発表] ベルドヘム-ヘムオキシゲナーゼ-1複合体の還元反応 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤秀明
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会
  • 発表場所: 日本大学理工学部船橋キャンパス
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] 質量分析法によるヘムオキシゲナーゼとNADPH-シトクロムP450還元酵素、ビリベルジン還元酵素との相互作用解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 東元祐一郎
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] CO配位型ベルドヘム-ヘムオキシゲナーゼ複合体のオキサポルフィリン環の還元 (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐藤秀明
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] Crystal structure of rat verdoheme-heme oxygenase-1 complex (2008)
  • 著者名/発表者名: Sugishima, M.
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] 質量分析法によるヘムオキシゲナーゼとNADPH-シトクロムP450還元酵素、ビリベルジン還元酵素との相互作用解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 東元祐一郎
  • 学会等名: 平成20年度日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 九州大学箱崎キャンパス
  • 年月日: 2008-05-17
• [学会発表] α-ベルドヘム-ラットヘムオキシゲナーゼ-1複合体の電気化学的還元 (2007)
  • 著者名/発表者名: 佐藤秀明
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2007-12-11
• [学会発表] FMN欠失NADPH-シトクロムP450還元酵素を用いたヘムオキシゲナーゼ反応における電子授受機構の検討 (2007)
  • 著者名/発表者名: 東元祐一郎
  • 学会等名: 第7回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 2007-05-25
• [学会発表] イミダゾール-ジオキソレン化合物によるヘムオキシゲナーゼの阻害機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 杉島正一
  • 学会等名: 第7回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 2007-05-25
• [学会発表] NADPH-シトクロムP450還元酵素からヘムオキシゲナーゼへの電子伝達機構の検討 (2007)
  • 著者名/発表者名: 東元祐一郎
  • 学会等名: 平成19年度日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 宮崎県立図書館
  • 年月日: 2007-05-19
• [学会発表] Degradation of ferriprotoporphyrine IX dimethyl ester by rat heme ocygenase-1 (2006)
  • 著者名/発表者名: Sato, H.
  • 学会等名: 20th IUBMB International Congress of Biochemistry and Molecular Biology
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2006-06-19
• [学会発表] Reactions of heme and verdoheme in complex with heme oxygenase-1 with NADPH/FMN-depleted NADPHcytochrome P450 reductase system (2006)
  • 著者名/発表者名: Higashimoto, Y.
  • 学会等名: 20th IUBMB International Congress of Biochemistry and Molecular Biology
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2006-06-19
• [図書] 酵素ハンドブック (2008)
  • 著者名/発表者名: 小俣義明、野口正人
  • 総ページ数: 877-885
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] 生化学辞典 (2007)
  • 著者名/発表者名: 野口正人
  • 総ページ数: 4, 88, 181, 276, 361, 370, 419, 423, 512, 788, 900, 902, 907, 933, 1128, 1133, 1190, 1214, 1226-1230, 1233, 1294-1296, 1307, 1348, 1365
  • 出版者: 東京化学同人
• [図書] シンプル生化学 (2007)
  • 著者名/発表者名: 野口正人
  • 総ページ数: 45-53, 97-104, 115-134
  • 出版者: 南江堂