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2009 年度 実績報告書

ヘムオキシゲナーゼ-1によるヘム分解機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19750150
研究機関久留米大学

研究代表者

佐藤 秀明  久留米大学, 医学部, 准教授 (60271996)

キーワードヘム代謝 / 生体分子 / 酸化還元電位 / 酵素反応機構
研究概要

ヘムオキシゲナーゼ(HO)はNADPH-シトクロムP450還元酵素(CPR)由来の電子とO_2を用いてヘムを分解する酵素であり,ヘムはα-ヒドロキシヘム,α-ベルドヘム,ビリベルジン鉄錯体を経てビリベルジン,CO,Fe^<2+>に分解される。ベルドヘムがビリベルジン鉄錯体になる開環過程には1分子のO_2と3電子が必要で,ベルドヘムのオキサポルフィリン環が一電子還元されたπ-中性ラジカル体が関与する可能性がある。昨年までの光電気化学測定を用いた実験では,ラットHO-1と複合体を形成した鉄2価α-ベルドヘムのオキサポルフィリン環に対する一電子還元の還元電位は,COが軸配位することで0.06Vほど上昇し,HO-1に結合したCO配位型ベルドヘムの環がNADPH/CPR系によって還元される可能性を示唆していた。そこで,これを検討するため,NADPHとCPRを加えた時の鉄2価α-ベルドヘム-HO-1複合体の紫外可視吸収スペクトル変化を嫌気条件で観測したところ,外来配位子を添加しない場合には反応が進行しないのに対し,COを配位させた場合にはπ-中性ラジカル体の生成がみられた。この結果は,ベルドヘムの鉄へのCOの軸配位がオキサポルフィリン環の還元電位を上昇させて,CPRから環への電子伝達を促進することを示している。生理的条件でのHOによるα-ベルドヘムの分解においても,鉄にO_2が軸配位した後,CPRによってオキサポルフィリン環が還元されて,ビリベルジン鉄錯体への転換が進行するものと考えられる。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [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 Side2009

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Sato, Masakazu Sugishima, Hiroshi Sakamoto, Yuichiro Higashimoto, Chizu Shimokawa, Keiichi Fukuyama, Graham Palmer, Masato Noguchi
    • 雑誌名

      Biochemical Journal 419

      ページ: 339-345

    • 査読あり
  • [学会発表] ベルドヘム-ヘムオキシゲナーゼ-1複合体の構造解析(Crystal structure of verdoheme-heme oxygenase-1 complex)2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤秀明, 杉島正一, 坂本寛, 東元祐一郎, 福山恵一, 野口正人
    • 学会等名
      日本化学会第90春季年会
    • 発表場所
      近畿大学(東大阪市)
    • 年月日
      2010-03-29
  • [学会発表] ペプチドアミド化反応における亜鉛および鉄イオンの役割(The roles of zinc and iron ion in peptide amidation)2010

    • 著者名/発表者名
      下川千寿, 原田沙織, 東元祐一郎, 佐藤秀男, 杉島正一, 野口正人
    • 学会等名
      日本化学会第90春季年会
    • 発表場所
      近畿大学(東大阪市)
    • 年月日
      2010-03-28
  • [学会発表] Ferrous α-Verdoheme in Complex with Rat Heme Oxygenase-1. Its Crystal Structure and Electrochemistry2009

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Sato, Masakazu Sugishima, Yuichiro Higashimoto, Hiroshi Sakamoto, Chizu Shimokawa, Masato Noguchi
    • 学会等名
      The 6th International Congress on Heme Oxygenases : Heme Oxygenases in Biology and Medicine
    • 発表場所
      Miami Beach, Florida, U.S.A.
    • 年月日
      2009-10-02
  • [学会発表] α-ベルドヘム-ヘムオキシゲナーゼ-1複合体の電気化学と結晶構造2009

    • 著者名/発表者名
      佐藤秀明, 杉島正一, 東元祐一郎, 坂本寛, 福山恵一, 野口正人
    • 学会等名
      第24回生体機能関連化学シンポジウム・第12回バイオテクノロジー部会シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2009-09-14
  • [学会発表] Peptidylamidoglycolate lyase 反応における鉄および亜鉛イオンの役割2009

    • 著者名/発表者名
      下川千寿, 原田沙織, 東元祐一郎, 佐藤秀明, 杉島正一, 野口正人
    • 学会等名
      第24回生体機能関連化学シンポジウム・第12回バイオテクノロジー部会シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2009-09-14
  • [学会発表] α-ベルドヘム-ヘムオキシゲナーゼ-1複合体の結晶構造2009

    • 著者名/発表者名
      佐藤秀明, 杉島正一, 坂本寛, 東元祐一郎, 野口正人
    • 学会等名
      平成21年度日本生化学会九州支部例会
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2009-05-17

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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