1998 Fiscal Year Annual Research Report
酵素活性中心をホストとして利用した新しいタイプのホスト-ゲスト相互作用の探索
Project/Area Number |
09680578
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Research Institution | Kanagawa University |
Principal Investigator |
櫻井 忠光 神奈川大学, 工学部, 教授 (10133456)
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Keywords | 酵素活性中心 / パパイン / α-キモトリプシン / 化学修飾 / 芳香族アシルペンダント / ホスト-ゲスト相互作用 |
Research Abstract |
酵素パパインとα-キモトリプシンの活性中心に存在するアミノ酸残基に共有結合した発色団プローブ分子の分光学的挙動について検討し,前者のシステイン-25残基に結合したピレノイルメチルペンダントと後者のメチオニン-192残基に導入された芳香族スルホニウム塩ペンダントは,それぞれタンパク酵素分子の二量化過程と酵素活性中心の疎水性を評価するための優れた分光学的プローブ分子になることが見い出された。カルボニル炭素を^<13>Cで標識した芳香族アシル基を導入したパパイン酵素のNMRスペクトル解析から,この発色団のカルボニル酸素は活性中心のアミノ酸残基と強い水素結合を形成することが示された。 一方,ピレノイルメチル発色団と比較して,著しく会合能の小さいナフトイルメチル発色団は,水素結合により活性化されたナフタレン環と周囲のアミノ酸残基との直接的相互作用を調べることが可能なプローブ分子になることが明らかにされた。すなわち,1-ナフトイルメチルと2-ナフトイルメチルペンダントをパパイン活性中心のシステイン-25残基に取り付けたところ,プローブ分子と周りのアミノ酸残基間の直接的相互作用を反映する新しい吸収帯が500nm付近に観測できた。この500nm帯は水素結合を通して活性化されたナフタレン環(電子受容体)とヒスチジン-159残基(電子供与体)の間に(酵素活性中心のコンホメーション変化を伴って)形成された電荷移動錯体に起因することが強く示唆された。 α-キモトリプシンのメチオニン-192残基に導入されたフェニル基やナフチル基をもつ芳香族スルホニウム塩ペンダントと異なり,強い蛍光発光を示すクマリン骨格を有する芳香族スルホニウム塩ペンダントは,酵素の活性中心内での励起一重項状態におけるプロトン解離反応を調べることを可能にした。その結果,活性中心内に固定された水分子が重要な役割を果たすことが明らかにされた。
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Research Products
(3 results)
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[Publications] T.Sakurai et al: "The Role of α-Chymotrypsin Active Site in the Proton Dissociation of Aromatic Sulfonium-Salt Pendants Attached to the Methionine-192 Residue" Chem.Lett.8号. 719-720 (1997)
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[Publications] T.Sakurai et al: "Novel Behaviour of Naphthoylmethyl Pendants Introduced into the Papain Active Site" J.Chem.Res.(S). 12号. 746-747 (1998)
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[Publications] T.Sakurai et al: "Association Behavior of 1-Pyrenyl Pendants Introduced into the Papain Active Site" Bull.Chem.Soc.Jpn.74(4)(印刷中). (1999)