プロスタノイド合成酵素による反応機構に関する理論的研究

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19550004
• 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: 物理化学
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 森 聖治 茨城大学, 理学部, 准教授 (50332549)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: プロスタノイド / プロスタグランジンD_2合成酵素 / プロスタサイクリン合成酵素 / トロンボキサン合成酵素 / シトクロムP450 / UB3LYP密度汎関数法 / エンドペルオキシド / 反応機構

研究概要

本研究では、生化学的、薬学的に重要なプロスタグランジンH_2からの異性化によるプロスタノイド類の生合成反応機構をモデ化し、量子化学計算によって検討した。プロスタグランジンD_2/E_2の生成では、求核的に起きる2通りの反応機構が考えられるに対し、トロンボキサン、プロスタサイクリンの生成では、シトクロムP450が関与し、ラジカル中間体の生成と一電子移動を伴う応機構を経由することを示した。一電子移動反応についても、分子軌道法で説明できることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] UV Resonance Raman Studies on the Activation Mechanism of Human Hematopoietic Prostaglandin D_2 Synthase by a Divalent Cation, Mg^<2+> (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshiko Uchida, Yoshihiro Urade, Seiji Mori, Takamitsu Kohzuma
  • 雑誌名: J.Inorg.Biochem. 104 ページ: 331-340
• [雑誌論文] Density Functional Studies on Isomerization of Prostaglandin H_2 to Prostacyclin Catalyzed by Cytochrome P450 (2009)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya K. Yanai, Seiji Mori
  • 雑誌名: Chem.Eur.J. 15 ページ: 4464-4473
• [雑誌論文] Density Functional Studies on Thromboxane Biosynthesis : Mechanism and Role of the Heme-Thiolate System (2008)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya K. Yanai, Seiji Mori
  • 雑誌名: Chem.Asian J. 3 ページ: 1900-1911
• [学会発表] プロスタグランジンH_2からプロスタグランジンD_2への異性化反応に関する理論的研究 : 塩基と水分子が反応性に与える影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 内記達哉, 山口直人, 高田俊和, 高妻孝光, 坂田文彦, 森聖治
  • 学会等名: 分子科学討論会2009
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20090921-20090924
• [学会発表] Unusual Reactions Catalyzed by Cytochrome P450 : Density Functional Studies on Prostaglandin H_2 Isomerizations (2009)
  • 著者名/発表者名: Seiji Mori, Tetsuya K. Yanai
  • 学会等名: 16th International Conference on Cytochrome P450
  • 発表場所: Nago, Okinawa, Japan
  • 年月日: 20090621-20090625
• [学会発表] Important insight into Reaction Mechanisms of Organic Syntheses and Biosyntheses from View of Computational Chemistry (2009)
  • 著者名/発表者名: Seiji Mori
  • 学会等名: The International Symposium on Theory of Molecular Structure, Function and Reactivity, Celebrating Prof. Morokuma's 75th birthday
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2009-07-20
• [学会発表] Unusual Reactions Catalyzed by Cytochrome P450 : Density Functional Studies on Prostaglandin H_2 Isomerizations (2008)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya K. Yanai, Seiji Mori
  • 学会等名: 4^<th> Asian Biological Inorganic Chemistry Conference
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 20081110-20081113
• [学会発表] Theoretical studies on Isomerization of Prostaglandin H_2 (2008)
  • 著者名/発表者名: Seiji Mori
  • 学会等名: 6^<th> China-Japan Crossover Science Symposium
  • 発表場所: Zhengzhou, China
  • 年月日: 20081023-20081027
• [学会発表] シトクロムP450によるプロスタサイクリン生合成のモデル反応機構に関する理論的研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 森聖治, 野内哲也
  • 学会等名: 第58回錯体化学討論会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 20080920-20080922
• [学会発表] Theoretical Studies on Model Reaction Mechanisms of Prostanoid Synthases (2007)
  • 著者名/発表者名: Seiji Mori, Tetsuya Yanai, Naoto Yamaguchi, Takamitsu Kohzuma, Toshikazu Takada, Fumihiko Sakata
  • 学会等名: Third Asian-Pacific Conference of Theoretical and Computational Chemistry
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 20070922-20070925
• [学会発表] Theoretical studies on model reaction pathways of prostaglandin D_2/E_2 synthases (2007)
  • 著者名/発表者名: Seiji Mori, Naoto Yamaguchi, Takamitsu Kohzuma, Toshikazu Takada, Fumihiko Sakata
  • 学会等名: International Conference on Heteroatom Chemistry-8
  • 発表場所: Riverside, CA, USA
  • 年月日: 20070812-20070816
• [学会発表] シトクロムP450モデルによる、トロンボキサン生合成反応機構の理論的研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 野内哲也, 森聖治
  • 学会等名: 第57回錯体化学討論会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2007-09-25
• [学会発表] プロスタグランジンD2/E2合成酵素反応機構のモデル系に関する理論的研究 (茨城大院・理工1, NECソフト2, 茨城大・理3, NEC, 2P080 (2007)
  • 著者名/発表者名: 山口直人, 森聖治, 高妻孝光, 高田俊和, 坂田文彦
  • 学会等名: 分子科学討論会2007
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2007-09-18
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.ipc.ibaraki.ac.jp/~smori