1994 Fiscal Year Annual Research Report
金属タンパク質の界面電子移動制御とその生物電気化学的応用
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06045042
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
谷口 功 熊本大学, 工学部, 教授 (90112391)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
JAN F.Chelbo バージニアコモンウエルス大学, 化学科, 教授
VICKI H.Wyso バージニアコモンウエルス大学, 化学科, 準教授
FRED M.Hawkr バージニアコモンウエルス大学, 化学科, 教授
木田 建次 熊本大学, 工学部, 教授 (00195306)
西山 勝彦 熊本大学, 工学部, 助手 (10202243)
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| Keywords | 金属タンパク質 / 界面電子移動 / 生物電気化学 / 機能修飾電極 / 分光電気化学 / ダイナミクス / 界面機能 / 円二色性 |
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| Research Abstract |
本研究では、金属タンパク質の構造変化による機能制御の本質を解明、応用するための基礎を確立するため、日米二つの研究グループの得意な領域を有機的に結合して、金属タンパク質の電極上での電子移動を自在に制御し、電子移動に伴う金属タンパク質の構造変化を分子レベルでかつ動的に解明するなど、金属タンパク質の電子移動反応に関する基礎的知見の増大と新しい概念の創出を目指して研究を進めている。本年度の成果として以下のが挙げられる。
1.金属タンパク質の電子移動制御のための機能電極の開発とその応用に関して
i)ミオグロピン及びフェレドキシンについて安定かつ速い電子移動が可能な機能修飾電極を開発した。
ii)特にミオグロピンの不均一電子移動速度と電子移動速度の親水性との関係を定量的に評価し、金属タンパク質の電子移動制御のための界面機能を一般化した概念を提唱した。
iii)種々の起源のミオグロピンの電子移動と配位子置換による電子移動反応の影響を明らかにした。
iv)フェレドキシンの起源およびアミノ酸改変体のレドックス電位等への影響の解明から、フェレドキシン機能の分子レベルでの解明に大きく前進した。
2.新しい分光電気化学法の開発と測定用セルの高性能化に関して
i)円二色性(CD)分光電気化学法について、装置の開発・高度化によって測定システムの高機能化を達成した。本装置を用いて電子移動過程でのタンパク質構造変化を計測して、
ii)チトクロムc、ミオグロビンなどのヘムタンパク質およびフェレドキシンについて、その構造変化に及ぼすpH、温度、イオン強度、共存イオン種などの溶液条件の影響のを明らかにした。
iii)上記の金属タンパク質の電子移動過程の速度論的な情報をストップトフローCD法を用いて、in situ時間分解的計測を行い、その構造変化が多段階的に生じる様子を捕らえた。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] TANIGUCHI,Isao: "In Situ Circular Dichroism Spectroelectrochemistry of Spinach Ferredoxin Using a promoter Modified Indium Oxide Electrode" Denki Kagaku. 62. 985-986 (1994)
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[Publications] NISHIYAMA,Katsuhiko: "Kinetics of Conformational Change in Cyano-myoglobin Following Electron Transfer Monitored by Magnetically Induced Circular Dichroism Spectroscopy" Biochem.Biophys.Res.Commun.205. 1724-1728 (1994)
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[Publications] HAWKRIDGE,Fred M.: "The Direct Electron Transfer Reactions of Cytochrome c at Electrode Surfaces" Comments on Inorg.Chem.17. 163-187 (1995)
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[Publications] 谷口,功: "金属タンパク質の直接電子移動制御のための機能分子修飾電極デザイン" 化学と工業. 47. 1441-1443 (1994)
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[Publications] 谷口,功: "二酸化炭素-化学,生化学,環境-(現代化学 増刊25)" 東京化学同人, 192 (1994)
