• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2021 年度 実績報告書

ケージド中間体を用いた2種のヘム分解酵素の機構解明

公募研究

研究領域高速分子動画法によるタンパク質非平衡状態構造解析と分子制御への応用
研究課題/領域番号 20H05435
研究機関東北大学

研究代表者

松井 敏高  東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (90323120)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワードヘム代謝 / 酸素活性化 / 反応機構 / 水酸化ヘム / ケージド基質
研究実績の概要

本研究ではケージド反応中間体を用いた光駆動反応の解析により、2種のヘム分解酵素(HOとMhuD)の特異な反応機構を解明することを目的としている。前年度までにo-nitrobenzylで保護したケージド水酸化ヘムの合成に成功したが、光照射によるアンケージング反応が効率的には進行せず、期待した生成物は見られなかった。そこで今年度はphenacyl基や脱炭酸を伴う光解離性基などを含む水酸化ヘムの合成と光解離反応を検討した。モデル化合物での検討では、o-nitrobenzyl基を含むすべての場合で良好な解離反応が見られた。しかし、水酸化ヘムを用いた場合には、長時間の光照射によっても解離がほとんど進行しなかった。光励起状態が中心鉄によって緩和され、解離が起きにくいものと考えられる。
以上の結果を受け、高速分子動画撮影に必要な反応トリガーを光解離から溶液混合へと変更した。つまり、未保護の水酸化ヘム-酵素複合体を嫌気状態で調製し、酸素と迅速に反応させることで、構造変化の観察を試みることとした。まず、ベンゾイル保護した水酸化ヘムを合成し、異性体分離後に保護基を脱離させることで水酸化ヘムを合成した。得られた水酸化ヘムと酵素との複合体を嫌気グローブボックス中で調製し、簡易精製ののちに結晶化を試みたところ、単結晶らしきものが得られることを確認した。今後、水酸化ヘム複合体の構造解析を行うとともに、微結晶の大量調製法を確立し、酸素との反応による高速分子動画の撮影を予定している。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Organelle-Level Labile Zn2+ Mapping Based on Targetable Fluorescent Sensors2022

    • 著者名/発表者名
      R. Liu, T. Kowada, Y. Du, Y. Amagai, T. Matsui, K. Inaba, and S. Mizukami
    • 雑誌名

      ACS Sensors

      巻: 7 ページ: 748-757

    • DOI

      10.1021/acssensors.1c02153

    • 査読あり
  • [学会発表] 合成中間体を用いたヘム分解酵素の機能解明2021

    • 著者名/発表者名
      松井 敏高
    • 学会等名
      令和三年度 新学術領域研究「高速分子動画」シンポジウム 2021年11月1日
  • [学会発表] 細胞小器官内遊離Zn2+の濃度定量と動態観察を可能とする小分子蛍光プローブの開発2021

    • 著者名/発表者名
      小和田俊行, 劉 熔, 杜 雨音, 松井敏高, 水上 進
    • 学会等名
      第15回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] 共有結合型蛋白質ラベル化技術を利用した細胞内蛋白質二量化の光制御2021

    • 著者名/発表者名
      小和田俊行, 荒井啓介, 吉村彰真, 松井敏高, 菊地和也, 水上進
    • 学会等名
      第15回日本分子イメージング学会学術集会
  • [学会発表] Quantitative imaging of labile Zn2+ using organelle-localizable fluorescent probes2021

    • 著者名/発表者名
      Rong Liu, Toshiyuki Kowada, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami
    • 学会等名
      第15回日本分子イメージング学会学術集会
  • [学会発表] Visualization and quantification of labile Zn2+ in the acidic subcellular compartments using a small-molecule fluorescent probe2021

    • 著者名/発表者名
      Yuyin Du, Rong Liu, 小和田 俊行, 松井 敏高, 門倉 広, 稲葉 謙次, 水上 進
    • 学会等名
      第32回万有仙台シンポジウム
  • [図書] ヘムタンパク質の科学2022

    • 著者名/発表者名
      松井敏高、齋藤正男
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      ㈱エヌ・ティー・エス

URL: 

公開日: 2022-12-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi