酸素運搬タンパク質ヘモシアニンの機能改変と応用

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20350082
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 大阪大学
• 研究代表者: 伊東 忍 大阪大学, 工学研究科, 教授 (30184659)
• 連携研究者: 鈴木 晋一郎 大阪大学, 理学研究科, 教授 (70116052) ; 青野 重利 大学共同利用機関法人自然科学研究機構, 岡崎統合バイオサンエンスセンター, 教授 (60183729)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 銅タンパク質 / ヘモシアニン / チロシナーゼ / 機能改変 / 分子状酸素の活性化 / フェノールの酸素化反応 / ペルオキソ二核銅酸素錯体 / 酸化反応機構

研究概要

軟体動物や節足動物の血液中で酸素のキャリアーとして機能している二核銅タンパク質ヘモシアニンに尿素などの変性剤を作用させることによって、チロシナーゼと同様の酸化機能を発揮すること見出し、その分光学的特性や酸化活性種である(μ-η^2:η^2-peroxo)dicopper(II)種の同定、および酸化反応機構の詳細を明らかにした。さらに、それらを触媒とする環境調和型の酸化反応系の構築に着手した。

研究成果

• [雑誌論文] Post-translational His-Cys Cross Linkage Formation in Tyrosinase Induced by Copper(II)-Peroxo Species. (2011)
  • 著者名/発表者名: Nobutaka Fujieda, Takuya Ikeda, Michiaki Murata, Sachiko Yanagisawa, Shigetoshi Aono, Kei Ohkubo, Satoshi Nagao, Takashi Ogura, Shun Hirota, Shunichi Fukuzumi, Yukihiro Nakamura, Yoji Hata, Shinobu Itoh
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 133(5) ページ: 1180-1183
• [雑誌論文] Reactions of Copper(II)-Phenol Systems with O2. Models for TPQ Biosynthesis in Copper Amine Oxidases. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kae Tabuchi, Mehmed Z. Ertem, Hideki Sugimoto, Atsushi Kunishita, Tetsuro Tano, Nobutaka Fujieda, Christopher, J. Cramer, Shinobu Itoh
  • 雑誌名: Inorg.Chem. 50(5) ページ: 1633-1647
• [雑誌論文] Five monomeric hemocyanin subunits from Portunus trituberculatus : Purification, spectroscopic characterization, and quantitative evaluation of phenol monooxygenase activity. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nobutaka Fujieda, Aki Yakiyama, Shinobu Itoh
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Acta 1804 ページ: 2128-2135
• [雑誌論文] Oxygenation Chemistry at Mononuclear Copper(II)-Hydroquinone Sysetm with O_2. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kae Tabuchi, Hideki Sugimoto, Atsushi Kunishita, Nobutaka Fujieda, Shinobu Itoh
  • 雑誌名: Inorg.Chem. 49(15) ページ: 6820-6822
• [雑誌論文] Catalytic oxygenation of phenols by arthropod hemocyanin, an oxygen carrier protein, from Portunus trituberculatus. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nobutaka Fujieda, Aki Yakiyama, Shinobu Itoh
  • 雑誌名: Dalton Trans. 39(12) ページ: 3083-3092
• [雑誌論文] H_2O_2-reactivity of nickel(II) complexes supported by TPA ligands with 6-phenyl substituents PhnTPA. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tetsuro Tano, oshitaka Doi, Masayuki Inosako, Atsushi Kunishita, Minoru Kubo, Hirohito Ishimaru, Takashi Ogura, Hideki Sugimoto, Shinobu Itoh
  • 雑誌名: Bull.Chem.Soc.Jpn. 83(5) ページ: 530-538
• [雑誌論文] Mononuclear Copper(II)-Superoxo Complex that Mimics the Structure and Reactivity of the Active Centers of PHM and D・H. (2009)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Kunishita, Minoru Kubo, Hideki Sugimoto, Takashi Ogura, Kazunobu Sato, Takeji Takui, Shinobu Itoh
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 131(8) ページ: 2788-2789
• [雑誌論文] Ni(II)/H_2O_2 Reactivity in Bis[(pyridin-2- yl)methyl]amine Tridentate Ligand Sysetm. Aromatic Hydroxylation Reaction by Bis(μ-oxo)dinickel(III) Complex. (2009)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Kunishita, Yoshitaka Doi, Takashi Ogura, Hideki Sugimoto, Shinobu Itoh
  • 雑誌名: Inorg.Chem. 48(11) ページ: 4997-5004
• [雑誌論文] H_2O_2-Reactivity of Copper(II) Complexes Supported by TPA Ligands with 6-Phenyl Substituents. (2008)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Kunishita, Minoru Kubo, Hirohito Ishimaru, Takashi Ogura, Hideki Sugimoto, Shinobu Itoh
  • 雑誌名: Inorg.Chem. 47(24) ページ: 12032-12039
• [雑誌論文] Monooxygenase Activity of Octopus vulgaris Hemocyanin. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kenji Suzuki, Chizu Shimokawa, Chiyuki Morioka, Shinobu Itoh
  • 雑誌名: Biochemistry 47(27) ページ: 7108-7115
• [雑誌論文] Reactivity of Mononuclear Alkylperoxo Copper(II) Complex. O-O Bond Cleavage and C-H Bond Activation. (2008)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Kunishita, Hirohito Ishimaru, Satoru Nakashima, Takashi Ogura, Shinobu Itoh
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 130(13) ページ: 4244-4245
• [学会発表] Modeling Mononuclear Copper Reaction Centers of Copper Monooxygenases and Copper Oxidases. (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊東忍
  • 学会等名: PacifiChem2010 Symposium on Dioxygen Activation Chemistry and Catalytic Oxidation Reactions (#108)
  • 発表場所: Hilton Hawaiian Village, Waikiki, Hawaii, USA
  • 年月日: 20101218-20101220
• [学会発表] Monooxygenase Activity of Type-3 Copper Proteins. (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊東忍
  • 学会等名: Japan-Taiwan 3 University Joint Seminar on Nanostrucutre and Advanced Material
  • 発表場所: Kagoshima University, Japan
  • 年月日: 20101124-20101127
• [学会発表] Mononuclear Copper Active Oxygen Species. (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊東忍
  • 学会等名: The 5^<th> Asian Biological Inorganic Chemistry Conference (AsBIC-5)
  • 発表場所: Ambassador Hotel, Kaohsiumg, Taiwan
  • 年月日: 20101102-20101105
• [学会発表] Reactivity of Mononuclear Copper(II) End-on Superoxo Complex. (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊東忍
  • 学会等名: 16^<th> Malaysian Chemical Congress
  • 発表場所: Putra World Trade Center, Kuala Lumpur, Malaysia
  • 年月日: 20101012-20101014
• [学会発表] Reactivity of Mononuclear Copper Active Oxygen Complexes. (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊東忍
  • 学会等名: The 4^<th> Chem. Commun. International Symposium on Metal Oxygen Bioinspired Chemistry
  • 発表場所: Ewha Womans University, Seoul, Korea
  • 年月日: 20101001-20101002
• [学会発表] Reactivity of Copper Active Complexes (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊東忍
  • 学会等名: 8th China-Japan Joint Symposium on Metal Cluster Compounds
  • 発表場所: Xi'an, China
  • 年月日: 20100810-20100814
• [学会発表] Bioinorganic Chemistry of Dinuclear Copper(II) Peroxo Complexes. (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊東忍
  • 学会等名: Post Symposium of AsBIC-5
  • 発表場所: National Taiwan Normal University, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2010-11-06
• [学会発表] キノン系補酵素の化学-合成と酸化還元機能- (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊東忍
  • 学会等名: 生体キノン研究会第9回講演会
  • 発表場所: 中央大学
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] 遷移金属-活性酸素錯体の構造と反応性 の精密制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊東忍
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-25
• [学会発表] 芳香族および脂肪族化合物の触媒的酸化反応 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊東忍
  • 学会等名: 第9回機能性分子シンポジウム
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2010-01-08
• [学会発表] Monooxygenase Activity of Type-3 Copper Proteins, (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊東忍
  • 学会等名: 2nd Japan-Korea Seminar on Biomolecular Sciences Experiments and Simulations
  • 発表場所: Nagoya University, Japan
  • 年月日: 20091222-20091223
• [学会発表] Phenol Oxygenation Reaction by Dicopper(II)-Peroxo Complex. (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊東忍
  • 学会等名: China-Japan Symposium on Advanced Organic Chemistry
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 20091128-20091129
• [学会発表] 銅-酸素錯体の機能を探る (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊東忍
  • 学会等名: 第42階酸化反応討論会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 20091114-20091115
• [学会発表] Monooxygenase Activity of Oxygen Carrier Protein Hemocyanin. (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊東忍
  • 学会等名: The IUMRS International Conference in Asia 2008
  • 発表場所: Nagoya Congress Center, Japan
  • 年月日: 20081209-20081213
• [学会発表] Reactivity of Copper/Active-Oxygen Complexes. (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊東忍
  • 学会等名: The 4th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference (ASBIC-4)
  • 発表場所: Jeju Island
  • 年月日: 20081110-20081113
• [学会発表] Structure and Reactivity of Dinuclear Copper-Oxygen Complexes. (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊東忍
  • 学会等名: The 7th Japan-Chaina Joint Symposium on Metal Cluster Compunds (JCSMCC2008)
  • 発表場所: Hokkaido University, Japan
  • 年月日: 20081020-20081023
• [学会発表] Monooxygenase Activity of Type 3 Copper Proteins. Symposium on New Paradigm of Bioinorganic Chemistry (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊東忍
  • 学会等名: 58th Annual Meeting of Japan Socirty of Coordination Chemistry.
  • 発表場所: Kanazawa University, Japan
  • 年月日: 20080920-20080922
• [学会発表] 銅錯体および銅タンパク質による酸素の活性化と応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊東忍
  • 学会等名: 第39回錯体化学若手の会近畿地区勉強会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2008-11-22
• [学会発表] 銅錯体および銅タンパク質による酸素の活性化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊東忍
  • 学会等名: 触媒学会横浜地区講演会「触媒研究最前線」
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2008-10-30
• [学会発表] 銅タンパク質による酸素の活性化と触媒反応への応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊東忍
  • 学会等名: 第102回触媒討論会(生体関連触媒セッション)
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2008-09-25
• [図書] Copper-Oxygen Chemistry (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinobu Itoh, Kenneth D. Karlin, Eds
  • 出版者: John Wiley & Sons, Inc. in press
• [図書] ブルース・エッセンシャル有機化学(第2版)(第17章) (2010)
  • 著者名/発表者名: Paula Y. Bruice著、大船泰史, ら(監修)、伊東忍, ら(訳)
  • 総ページ数: 511-532
  • 出版者: 化学同人
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www-bfc.mls.eng.osaka-u.ac.jp/BioFunctional_Chemistry/Home.html