2003 Fiscal Year Annual Research Report
非ヘム単核酵素反応中間体としての高原子価鉄オキソ錯体の合成と反応性の研究
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14340212
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| Research Institution | Okazaki National Research Institutes |
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Principal Investigator |
藤井 浩 岡崎国立共同研究機構, 統合バイオサイエンスセンター, 助教授 (80228957)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
倉橋 拓也 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助手 (90353432)
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| Keywords | 生物無機化学 / 酵素活性化 / 非ヘム酵素 / 高原子価状態 / 酸化反応 / 反応中間体 / サレン錯体 |
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| Research Abstract |
生体には鉄イオンを活性中心にもつ非ヘム酵素が数多く存在し、生命活動を支えている。これらの酵素の中で酸素分子を活性化して酸化反応を行う酵素は、その反応中に高酸化状態の反応中間体を生成すると考えられている。さまざまな研究の結果、この反応中間体は鉄5価オキソ錯体あるいは、鉄4価オキソ錯体であると考えられている。しかしこれまで多くの研究が行われてきたにもかかわらず、鉄5価オキソ錯体や鉄4価オキソ錯体を単離した報告はなく、またモデル錯体の合成例もなかった。我々は、高原子価状態を安定化する配位子としてサレン配位子に着目して、酵素反応中間体としての高原子価鉄オキソ錯体の合成、およびその反応性の解明をめざした。分子間相互作用によるオキソ配位子の分解を阻害するため、サレン配位子への立体障害の導入を検討した。メシチル基をサレン配位子に導入した結果、分子間相互作用が阻害できることがわかった。そこで、この新規サレン配位子を用いて、鉄錯体の合成を行った。この錯体を低温中酸化することにより、緑色の反応中間体を生成することに成功した。この中間体は、酵素反応中間体モデルになる可能性を示した。そこで、この緑色中間体の電子状態をEPR、NMR、メスバウアーなどの分光法を用いて検討した。その結果、配位子が可逆的に酸化された鉄3価フェノキシラジカル錯体であることが明らかとなった。これまで、鉄錯体の酸化において配位子が酸化される例は数少なく、今回の錯体は興味深い。また今回の結果は、酵素反応中間体を検討する上で、配位環境の重要性を示すものと考える。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] Masataka Ohashi et al.: "Preparation of Artificial Metalloenzymes by Insertion of Chromium(iii) Schiff Base Complexes into Apomyoglobin Mutants"Angew.Chemie.Int.Ed.. 42. 1005-1008 (2003)
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[Publications] Xuhong Zhang et al.: "Regiospecificity of Each of the Three Steps of Heme Oxygenase Reaction from Hemin to meso-Hydroxyhemin, from meso-Hydroxyhemin to Verdoheme, and from Verdoheme to Biliverdin"Biochemistry. 42. 7418-7426 (2003)
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[Publications] Roman Davydov et al.: "Kinetic Isotope Effects on the Rate-Limiting Step of Heme Oxygenase Catalysis Indicate Concerted Proton Transfer/Heme Hydroxylation"J.Am.Chem.Soc.. 125. 16208-16209 (2003)
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[Publications] Roman Davydov et al.: "A Superoxo-Ferrous State in a Reduced Oxy-Ferrous Hemoprotein and Model Compounds"J.Am.Chem.Soc.. 125. 16340-16346 (2003)
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[Publications] Hiroshi Fujii et al.: "Essential Amino Acid Residues Controlling the Unique Regioselectivity of Heme Oxygenase in Psudomonas aeruginosa"J.Am.Chem.Soc.. 126(印刷中). (2004)
