研究課題
単核や二核鉄タンパク質において近傍の芳香族アミノ酸残基が酸化され、カテコールなどが発生する酸化的自己修飾が報告されている。また、天然の場合でも酸化的自己修飾によって巧みに特殊なアミノ酸残基を形成させている鉄および銅含有酸化還元酵素が存在している。そこで本研究では前年度に続き、酸化的自己修飾反応を人工的に引き起こし、新規な架橋構造やクロモフォアの形成を実現することを目的とした。昨年度作製した、キュピン型金属結合タンパク質の変異体（金属近傍のイソロイシン49やトリプトファン56にチロシンを導入）において特殊なスペクトル特性を表したものに対して分光分析に加え、結晶構造解析を行った。その結果、導入したチロシンがドーパとなったものやキノン様の化合物に変化したと考えられた。さらに、他の変異体の調製とスクリーニング、特性評価を行った結果、これらの修飾反応には酸素分子が必要であり、酸化的自己修飾の反応機構に関する知見を得た。また、さまざまなアミノ酸残基とのカップリングを視野に入れ、多種多様な新規アミノ酸のタンパク質内自己合成を目指し、様々な金属配位サイトや金属の結合部位をスクリーニングするため、国外の研究者との共同研究をおこなった。このように本研究において人工的な補因子創成の第一歩として天然のタンパク質には見られたことのないいくつかの特殊なアミノ酸残基の合成に成功した。これら結果に基づき、作製した特殊なアミノ酸残基を用いて電極との共役による新規バイオエレクトロニクスデバイスや多電子移動反応を触媒する人工金属酵素の創成への展開が期待される。
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J. Biol. Chem.
巻: 288 ページ: 22128-22
10.1074/jbc.M113.477612
