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2007 年度 研究成果報告書概要

異なる生物種はヘムオキシゲナーゼをどう使い分けるか-ヘム分解特性の種依存性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18570130
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 機能生物化学
研究機関山口大学

研究代表者

右田 たい子  山口大学, 農学部, 教授 (90159161)

研究分担者 吉田 匡  山形大学, 医学部, 教授 (10004673)
右田 耕人  山口大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (90116757)
佐藤 道比古  山形大学, 医学部, 准教授 (00135344)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
キーワードヘムオキシゲナーゼ / 酵素反応機構 / 生物種依存性 / 分子認識 / タンパク質 / 反応制御
研究概要

1.ダイズヘムオキシゲナーゼ-1(GmHO1)の分子特性とヘム代謝機構の解明:大腸菌発現系を構築し、植物由来ヘムオキシゲナーゼ-1のタンパクを初めて得ることができ、それについて以下の成果を得た。
(1)ヘム結合の化学量論、配位数及び配位子の決定、ヘム鉄のスピン状態、配位子場の特徴、およびヘム配位水の酸解離指数の決定。(2)ヘム分解に必要な電子の供与系がNADPH/FNR/FDであり、アスコルビン酸も電子供与体として機能すること。ヘム分解過程は既知のHOと同様であるが、ベルドヘムと遠位残基との相互作用が異なること。(FEBS Journalに発表)(3)EPR法で生理的条件下でのヘム複合体のヘム分解反応の追跡を行い、低スピン型ベルドヘム中間体を始めて検出した。(Biochem Biophys.Res.Commun.に投稿中)(4)ヘムと遠位残基との相互作用を調べるため変異体を作成し、ヘム複合体の特徴を調べるとともにヘム分解の速度論解析を行った。その結果動物HO1のアスパラギン酸に代わってヒスチジン残基が活性に必須のプロトンリレーを担っていること、また周辺残基もそれを補助していることが明らかになった。(FEBS Journalに投稿準備中)
2.ラットおよびシアノバクテリアHO-1による、アスコルビン酸を電子供与体とするヘム分解反応速度の違いを支配する因子を解明するために、ヘムポケットの近位ヘリックスを構成する残基を変異させ速度論解析を行った。ヘムの近位配位子と水素結合を介して結合した近位ヘリックスとの分子振動がヘムの酸化還元電位を変化させ、近位側でもヘム分解調節が行われていることを実験的に始めて明らかにした。(Biochemistryへ投稿中)
3.ラットHO-1での電子伝達経路を明らかにするために、芳香族アミノ酸の20残基をロイシン置換した変異体を調製し、変異導入によるヘム複合体の構造への影響とヘム分解反応への影響を検討し、電子の入り口に当たる残基を提案した。さらに、ヘム-HO-1複合体と、電子供与体であるシトクロムP450還元酵素(CPR)との解離定数を、CPRの蛍光消光から求め、その値が野生型酵素と変わりなく、したがって、提案した"入り口残基"の妥当性を強く支持する結果を得た。(J. Biol.Chem.に投稿準備中)

  • 研究成果

    (28件)

すべて 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (26件)

  • [雑誌論文] Spectroscopic characterization of a higher plant heme oxygenase isoform-1 from Glycine max (soybean)-coordination structure of the heme complex and catabolism of heme2006

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Gohya
    • 雑誌名

      The FEBS Journal 273

      ページ: 5384-5399

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Migita2006

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko, Gohya, Xuhong, Zhang, Tadashi, Yoshida, Catharina, T
    • 雑誌名

      the FEBS Journal 273

      ページ: 5384-5399

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Oxygen activation by heme-heme oxygenase in the presence of "weak" reducing partner, ascorbate2008

    • 著者名/発表者名
      右田たい子, 他
    • 学会等名
      Global COE in Chemistry, Nagoya Special Sympo-sium: Dioxygen Activation by Metalloenzymes and Models
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋市)
    • 年月日
      2008-03-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Heme oxygenase catalytic mechanism studied by electron paramagnetic resonance2008

    • 著者名/発表者名
      右田たい子
    • 学会等名
      Joint Symposium of "5^<th> Japan-China Crossover Science Symposium (JCCSS5)" and "Ibaraki University President Project-Establishment of the Quantum Biomolecular Sciences"
    • 発表場所
      茨城大学(水戸市)
    • 年月日
      2008-02-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Heme oxygenase catalytic mechanism studied by electron paramagnetic resonance2008

    • 著者名/発表者名
      Migita, C. T
    • 学会等名
      Joint Symposium of "5th Japan-China Crossover Science Symposium(JCCSS5)" and "Ibaraki University President Project-Establishment of the Quantum Biomolecular Sciences
    • 発表場所
      Mito City
    • 年月日
      2008-02-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Electron inlet(s) and transporting pathway(s) in rat heme oxygenase-1_Contribution of the specific aromatic residues2008

    • 著者名/発表者名
      Migita, C. Taiko, et. al.
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, Metals in Biology
    • 発表場所
      Ventura, CA (USA)
    • 年月日
      2008-01-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Electron inlet (s) and transporting pathway (s) in rat heme oxygenase-l_Contribution of the specific aromatic residues2008

    • 著者名/発表者名
      Migita, C. T., et. al.
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, Metals in Biology
    • 発表場所
      Ventura, CA, USA
    • 年月日
      2008-01-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] 大豆ヘムオキシゲナーゼによるヘム遠位環境を調節する残基の探求2007

    • 著者名/発表者名
      右田たい子, 他
    • 学会等名
      日本生物物理学会第45回年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2007-12-23
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Searches for the residues regulating heme distal environment in soybean heme oxygenase-12007

    • 著者名/発表者名
      Migita, C. T., et. al.
    • 学会等名
      Forty-Fifth Annual Meeting of Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      Yokohama City
    • 年月日
      2007-12-23
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Discrimination of electron donors and usage of different distal residues for the activity of heme oxygenase from different biological species2007

    • 著者名/発表者名
      右田たい子
    • 学会等名
      第67回岡崎コンファレンス Molecular Science and Chemical Biology of Biomolecular Function
    • 発表場所
      分子科学研究所(岡崎市)
    • 年月日
      2007-11-10
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Discrimination of electron donors and usage of different distalresidues for the activity of heme oxygenase from different biological species2007

    • 著者名/発表者名
      Migita, C. T
    • 学会等名
      The 67th Okazaki Conference, Molecular Science and Chemical Biology of Biomolecular Function
    • 発表場所
      Okazaki City
    • 年月日
      2007-11-10
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] EPR provides evidences to establish the chemistry of heme catabolism by heme oxygenase2007

    • 著者名/発表者名
      右田たい子, 他
    • 学会等名
      A Joint Conference of the International Symposi-um on Electron Spin Resonance and the 46th Annual Meeting of the Society of Electron Spin Resonance and Technology (ISESS-SEST2007)
    • 発表場所
      静岡コンベンションセンター(静岡市)
    • 年月日
      2007-11-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] EPR provides decisive evidences to establish the chemistry of heme catabolism by heme oxygenase2007

    • 著者名/発表者名
      Migita, C. T., et. al.
    • 学会等名
      A Joint Conference of the International Symposium on Electron Spin Resonance and the 46th Annual Meeting of the Society of Electron Spin Science and Technology (ISESS-SEST 2007)
    • 発表場所
      Shizuoka City
    • 年月日
      2007-11-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] How organisms of different classes make heme oxygenase suit their own needs: Selection of the electron donor2007

    • 著者名/発表者名
      右田たい子, 他
    • 学会等名
      Heme oxygenase 2007
    • 発表場所
      Krakow (Poland)
    • 年月日
      2007-09-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] How organisms of different classes make heme oxygenase suit their own needs? : Selection of the electron donor2007

    • 著者名/発表者名
      Migita, C. T., et. al.
    • 学会等名
      Heme Oxygenases 2007, The 5th International Congress
    • 発表場所
      Krakow(Poland)
    • 年月日
      2007-09-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] HO-1のヘム分解における電子伝達経路2007

    • 著者名/発表者名
      右田たい子, 他
    • 学会等名
      第34回生体分子科学討論会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2007-06-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Electron transporting path (s) in the heme conversion by HO-12007

    • 著者名/発表者名
      Migita, C. T., et. al.
    • 学会等名
      The 34th Symposium on Biomolecules
    • 発表場所
      Sendai City
    • 年月日
      2007-06-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] 高等植物ヘムオキシゲナーゼ-1:ヘム複合体の特性とヘム分解特性2007

    • 著者名/発表者名
      右田たい子, 他
    • 学会等名
      分子研研究会、ヘム代謝に関わる酵素の分子科学
    • 発表場所
      分子科学研究所(岡崎市)
    • 年月日
      2007-03-19
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Higher-plant heme oxygenase isoform-1 : structural and catalytic characterization of the heme complex2007

    • 著者名/発表者名
      Migita, C. T., et. al.
    • 学会等名
      Research Seminar of Institute for Molecular Sciences : Molecular science of The enzymes on heme metabolism
    • 発表場所
      Okazaki City
    • 年月日
      2007-03-19
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Higher-plant heme oxygenase-1 from soybean2007

    • 著者名/発表者名
      Migita, C. Taiko
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, Metals in Biology
    • 発表場所
      Ventura, CA (USA)
    • 年月日
      2007-01-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Heine conversion by soybean heme oxygenase-1, Gm HO-12007

    • 著者名/発表者名
      Migita, C. T., et. al.
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, Metals in Biology
    • 発表場所
      Ventura, CA, USA
    • 年月日
      2007-01-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Characterization of the heme complex of a higher plant heme oxygenase-12006

    • 著者名/発表者名
      右田たい子, 他
    • 学会等名
      第5回東アジア生物物理シンポジウム日本生物物理学会第44回年会合同大会(EABS&BSJ2006)
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県宜野湾市)
    • 年月日
      2006-11-13
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Effect of the aromatic amino-acid mutation on the heme catabolism of rat heme oxygenase-12006

    • 著者名/発表者名
      右田たい子, 他
    • 学会等名
      第5回東アジア生物物理シンポジウム日本生物物理学会第44回年会合同大会(EABS&BSJ2006)
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県宜野湾市)
    • 年月日
      2006-11-13
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] EPA. characterization of the heme complex of a higher plant heme oxygenase-12006

    • 著者名/発表者名
      Migita, C. T., et. al.
    • 学会等名
      Fifth East Asian Biophysics Symposium & Forty-Fourth Annual Meeting of Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      Ginowan City
    • 年月日
      2006-11-13
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Effect of the aromatic amino-acid mutation on aromatic amino-acid mutation on the heme catabolism of rat heme oxygenase-12006

    • 著者名/発表者名
      Migita, C. T., et. al.
    • 学会等名
      Fifth East Asian Biophysics Symposium & Forty-Fourth Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      Ginowan City
    • 年月日
      2006-11-13
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] ラットHO-1の近位ヘリックス残基の変異によるアスコルビン酸共役ヘム分解速度の制御2006

    • 著者名/発表者名
      右田たい子, 他
    • 学会等名
      第33回生体分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(名古屋市)
    • 年月日
      2006-07-14
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Regulation of the heme degradation rate by heme degradation rate by rat heme oxygenase-1 by the mutation on the proximal helices2006

    • 著者名/発表者名
      Migita, C. T., et. al.
    • 学会等名
      The 33rd Symposium on Biomolecules
    • 発表場所
      Nagoya City
    • 年月日
      2006-07-14
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Oxygen activation by heme-heme oxygenase in the presence of "weak" reducing partner, ascorbate

    • 著者名/発表者名
      Migita, C. T., et. al.
    • 学会等名
      Global COE in Chemistry, Nagoya Special Symposium : Dioxygen Activation by Metalloenzymes and Models
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2010-02-04  

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