ヘムオキシゲナーゼへの還元力供給経路に関する生化学的・構造生物学的研究

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20770092
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 久留米大学
• 研究代表者: 杉島 正一 久留米大学, 医学部, 講師 (30379292)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: X線結晶解析 / 分子間相互作用 / 生体金属分子化学

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)からの還元力と分子状酸素を用いて、ヘムを分解する酵素である。本研究はNADPHからヘムへの還元力の供給経路解明およびHO-CPR複合体の立体構造解析を目的とし、反応の中間段階であるヒドロキシヘムからベルドヘムへ至る反応に必要な還元力の供給経路、ヘムの持つ二つのプロピオン酸側鎖の還元力授受における役割について検討した。HO-CPR複合体の良質な結晶は得られなかったが、複合体を安定化する条件を見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Protein dynamics of heme-heme oxygenase-1 complex following carbon monoxide dissociation (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamaoka M., Sugishima M.
  • 雑誌名: J.Raman Spectrosc. 42 ページ: 910-916
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression, purification and preliminary X-ray crystallographic analysis of the cyanobacterial biliverdin reductase (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe A., Hirata K., Hagiwara Y., Yutani Y., Sugishima M.
  • 雑誌名: Acta Cryst.F 67 ページ: 313-317
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction of oxaporphyrin ring of CO-bound α-verdoheme complexed with heme oxygenase-1 by NADPH-cytochrome P450 reductase (2011)
  • 著者名/発表者名: Sato H., Higashimoto Y. Sakamoto H., Sugishima M.
  • 雑誌名: J.Inorg.Biochem. 105 ページ: 289-296
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structures of the substrate-bound forms of red chlorophyll catabolite reductase : implications for site-specific and stereospecific reaction (2010)
  • 著者名/発表者名: Sugishima M.
  • 雑誌名: J.Mol.Biol. 402 ページ: 879-891
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural insights into vinyl reduction regiospecificity of phycocyanobilin : ferredoxin oxidoreductase (PcyA) (2010)
  • 著者名/発表者名: Hagiwara Y., Sugishima M.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 285 ページ: 1000-1007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of red chlorophyll catabolite reductase : enlargement of the ferredoxin-dependent bilin reductase family (2009)
  • 著者名/発表者名: Sugishima M.
  • 雑誌名: J.Mol.Biol. 389 ページ: 376-387
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of metals in enzymatic and nonenzymatic decomposition of C-terminal alpha-hydroxyglycine to amide : an implication for the catalytic role of enzyme-bound zinc in the peptidylamidoglycolate lyase reaction (2009)
  • 著者名/発表者名: Takahashi K., Harada S., Higashimoto Y., Shimokawa C., Sato H, Sugishima M.
  • 雑誌名: Biochemistry 48 ページ: 1654-1662
  • 査読あり
• [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.
  • 雑誌名: Biochem.J. 419 ページ: 339-345
  • 査読あり
• [学会発表] NMR によって揺らぎが観測されたヘムオキシゲナーゼ表面アミノ酸の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 原田二郎、原田英里砂、東元祐一郎、杉島正一
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] Elucidation of heme-recognition mechanism of rat heme oxygenase-1 by relaxation dispersion spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Harada E., Sugishima M.
  • 学会等名: XXIVth International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems (ICMRBS)
  • 発表場所: Cairns
  • 年月日: 20100822-20100827
• [学会発表] Roles of zinc and iron in peptide amidation. (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimokawa C., Harada S., Higashimoto Y., Sato H., Sugishima M., Noguchi M.
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
  • 発表場所: Honolulu
  • 年月日: 2010-12-19
• [学会発表] 微細結晶を用いたシアノバクテリア由来ビリベルジンリダクターゼの結晶学的研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡邉彩、平田邦生、萩原義徳、油谷裕子、杉島正一
  • 学会等名: 平成22年度日本結晶学会年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-12-03
• [学会発表] Structural insights into ferredoxin dependent bilin reductases (2010)
  • 著者名/発表者名: Sugishima M.
  • 学会等名: The 10th Conference of the Asian Crystallographic Association (AsCA2010)
  • 発表場所: Busan
  • 年月日: 2010-11-02
• [学会発表] 基質結合型結晶構造から推定されるred chlorophyll catabolite reductaseの反応機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉島正一
  • 学会等名: 第10回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-06-18
• [学会発表] NMRによるヘムオキシゲナーゼのヘム認識機構の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 原田英里砂、杉島正一
  • 学会等名: 第10回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-06-17
• [学会発表] Hinge欠損型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と相互作用解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉島正一
  • 学会等名: 平成22年度日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] カベオリンによるヘムオキシゲナーゼ-1の活性阻害および阻害機構の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 平順一、杉島正一
  • 学会等名: 平成22年度日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2010-05-22
• [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 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤秀明、杉島正一
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 東大阪
  • 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 (2010)
  • 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: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 東大阪
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] シロイヌナズナ由来red chlorophyll catabolite reductaseおよびF218V変異体の基質結合型結晶構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉島正一
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] クロロフィル代謝関連酵素Red chlorophyll catabolite reductaseの立体構造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 杉島正一
  • 学会等名: 日本結晶学会2009年年会
  • 発表場所: 西宮
  • 年月日: 2009-12-05
• [学会発表] フェレドキシン依存性ビリン還元酵素PcyAの部位特異的還元反応を制御する構造要因 (2009)
  • 著者名/発表者名: 萩原義徳、杉島正一
  • 学会等名: 日本結晶学会2009年年会
  • 発表場所: 西宮
  • 年月日: 2009-12-05
• [学会発表] クロロフィル代謝関連酵素Red Chlorophyll Catabolite Reductaseの立体構造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 杉島正一
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] ラットヘムオキシゲナーゼ-1と基質ヘムとの結合における誘導適合モデルのカロリメトリー解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岩崎浩之、杉島正一
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] ヘム分解酵素ヘムオキシゲナーゼのヘム結合解析とヘムセンサーとしての応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 古賀真也、岩崎浩之、小松英幸、杉島正一
  • 学会等名: 第58回高分子討論会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2009-09-17
• [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
  • 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: 福岡
  • 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: 福岡
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] クロロフィル代謝関連酵素Red Chlorophyll Catabolite Reductaseの立体構造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 杉島正一
  • 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: 福岡
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] Crystal structure of red chlorophyll catabolite reductase(RCCR) reveals that RCCR and ferredoxin dependent bilin reductase were evolved from the common ancestor (2009)
  • 著者名/発表者名: Sugishima M.
  • 学会等名: International Conference on Tetrapyrrole Photoreceptors of Photosynthetic Organisms (ICTPPO) 2009
  • 発表場所: Pacific grove
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] Molecular mechanism of the two-step reduction catalyzed by PcyA (2009)
  • 著者名/発表者名: Hagiwara Y., Sugishima M.
  • 学会等名: International Conference on Tetrapyrrole Photoreceptors of Photosynthetic Organisms (ICTPPO) 2009
  • 発表場所: Pacific grove
  • 年月日: 2009-07-27
• [学会発表] クロロフィル代謝関連酵素Red Chlorophyll Catabolite Reductaseの結晶構造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 杉島正一
  • 学会等名: 第9回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2009-05-20
• [学会発表] クロロフィル代謝関連酵素Red Chlorophyll Catabolite Reductaseの立体構造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 杉島正一
  • 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: 福岡
  • 年月日: 2009-05-17
• [学会発表] 等温滴定カロリメトリーによるラットヘムオキシゲナーゼ-1の基質結合における誘導適合モデルの検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岩崎浩之、大村昇、杉島正一
  • 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: 福岡
  • 年月日: 2009-05-16
• [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、東元祐一郎、坂本寛、杉島正一、野口正人
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会
  • 発表場所: 船橋
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] Snapshots in the reaction pathway of bilin reductase PcyA (2008)
  • 著者名/発表者名: Hagiwara Y., Sugishima M.
  • 学会等名: XXI congress of the International Union of Crystallography (IUCr2008)
  • 発表場所: 吹田
  • 年月日: 20080828-20080829
• [学会発表] CO配位型ベルドヘムー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、東元祐一郎、坂本寛、杉島正一
  • 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
  • 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、杉島正一
  • 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
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] ラット由来ベルドヘム-ヘムオキシゲナーゼ-1複合体の結晶構造 (2008)
  • 著者名/発表者名: 杉島正一
  • 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
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] ビリン還元酵素PcyAの反応経路における段階別スナップショット (2008)
  • 著者名/発表者名: 萩原義徳、杉島正一
  • 学会等名: 第8回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-06-11
• [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、杉島正一
  • 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: 福岡
  • 年月日: 2008-05-18
• [備考]
  • URL: https://sites.google.com/site/msugishima76/