Elucidation of the chemistry of gaseous molecule at iron binuclear center using nuclear resonance spectroscopies

利用核磁共振波谱阐明铁双核中心气态分子的化学性质

• 批准号: 21H02064
• 负责人: 當舎 武彦
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: University of Hyogo (2023)Institute of Physical and Chemical Research (2021-2022)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02064/
• 关键词: 金属酵素; 一酸化窒素; ヘム; 反応中間体; 振動分光; 一酸化窒素還元酵素; 低温光解離; ケージド化合物; 電子スピン共鳴; 核共鳴非弾性散乱; 二核鉄中心; 核共鳴散乱分光; クライオフォトリシス

膜結合型一酸化窒素還元酵素（NOR）の活性部位であるヘム鉄/非ヘム鉄複核活性中心での化学を理解するために、分光計測による反応中間体の化学種の決定を目指している。過去の研究から、紫外光照射により一酸化窒素(NO)を発生するケージドNOの光解離を反応開始とした時間分解分光計測から、NORによるNO還元反応は、二つの反応中間体を経ることがわかっている。還元型NORに1分子目のNOが結合した反応中間体が形成し、その後、外部からのプロトン、電子、NOの供給を受けることなく第二の中間体が形成する。そして、第二の中間体が2分子目のNOおよびプロトンと反応することで、反応が完結する。本課題では、この二つの反応中間体の化学構造の決定に取り組んでいる。これまでの実験から、還元型NORとケージドNOを混合し、液体窒素温度下で紫外光照射すると、ケージドNOからのNOは発生するものの、NOが溶液中を拡散しないため、NORの反応は進行しないことがわかっている。そして、この試料の温度を170 K付近まで昇温させることで、非ヘム鉄にNOが結合した第一の反応中間体が捕捉できることがわかっている。そこで、本課題では、第二の反応中間体の捕捉条件を決定するために、NO濃度を1当量程度、溶液のpHをアルカリ条件にすることで、第二の反応中間体が蓄積しやすい条件での実験を行った。電子スピン共鳴（EPR）により、反応中間体の形成を調べたところ、再現性の確認が必要であるが、第一の反応中間体げ形成したのちに、これまでには、みられなかったシグナルが観測されている。第二の中間体が捕捉できている可能性があるので、より詳しい解析を進める予定である。放射光分光である核共鳴非弾性散乱（NRVS）による反応中間体の化学構造決定にも着手しており、第一の反応中間体に関しては、鉄とNO間の振動モードと考えられるシグナルが得られている。

The active site of membrane-bound asphyxiated asphyxiant enzyme (NOR) was characterized by chemical analysis and chemical analysis of the nuclear active center. The chemical species of the target was determined by spectrophotometry. In the past study, UV-irradiated asphyxiant acid (NO) was used to determine the photolysis of asphyxiate (NO). The photolysis of NO was performed at the beginning of the photolysis test, the time-resolved spectrophotometer was used, and the NOR was used to determine the time of photolysis of asphyxiate. The binary NOR sub-item NO is combined with the reverse test to form a device, an external device, a computer, and a NO that is supplied to the recipient to form a device in the second phase. In the second chapter, there are two subcategories of "NO", "body", "body" and "body". In this project and in the second half of this paper, the chemistry of the system is used to determine the selection of the system. The temperature was measured by ultraviolet light at the temperature of liquid asphyxiate, the temperature of liquid asphyxiate, the temperature of NO, the concentration of NO in NO solution, the temperature of liquid asphyxiate, the temperature of ultraviolet light, the temperature of liquid asphyxiant, the temperature of ultraviolet light, the temperature of liquid asphyxiant, the temperature of UV radiation, the temperature of liquid asphyxiate, the temperature of UV radiation, the temperature of liquid asphyxiate, the temperature of UV radiation, the temperature of liquid asphyxiant, the temperature of UV radiation, the temperature of UV radiation, the temperature of UV radiation The temperature of the material is 170K, and the temperature is close to the temperature. The temperature is very high, and the temperature is very high. The temperature is very high, and the temperature is very high. The temperature is very high. The temperature is very low. The temperature is very high. The temperature is very high. The temperature is very low. The temperature is very low The body capture condition in the second inverse determines the equivalent degree of NO, the equivalent degree of pH, the condition of the solution, the condition of the body, and the condition of the second inverse. The electronic equipment system (EPR) is used to make sure that it is necessary to make sure that it is necessary, and the first one is to make sure that it is necessary to make sure that it is necessary. In the second stage, the system captures the possibility that it is possible to determine whether or not it is possible. Radiospectrophotometry was used to detect nuclear nondestructive dispersion (NRVS). In the middle of the experiment, the chemical determination of the body was determined, the first reaction was performed, and the vibration test of the NO was performed.

项目成果

各種分光計測を駆使した鉄活性中心における一酸化窒素還元酵素の反応機構の解明

使用各种光谱测量阐明铁活性中心一氧化氮还原酶的反应机制

• 发表时间: 2022
• 作者: 高宮渚;鶴田充生;橋本佳樹;川内敬子;三好大輔;徳田 建人;當舎武彦
• 通讯作者: 當舎武彦

光解離性ケージド基質を利用した一酸化窒素還元酵素の反応機構の解明

使用光不稳定的笼状底物阐明一氧化氮还原酶的反应机制

• 发表时间: 2021
• 作者: 村田知樹;瀧川紘;鈴木啓介;大森建;當舎武彦
• 通讯作者: 當舎武彦

Elucidation of Mechanisms for Catalytic Reaction of Nitric Oxide Reductases by Time-resolved Techniques

通过时间分辨技术阐明一氧化氮还原酶催化反应的机制

• 发表时间: 2022
• 作者: T. Tosha;H. Takeda;Y. Shiro;M. Kubo
• 通讯作者: M. Kubo

光解離性基質の低温光解離を利用した金属酵素短寿命反応中間体の同定

利用可光解底物的低温光解鉴定短寿命金属酶反应中间体

• 发表时间: 2022
• 作者: Sasazawa Yukiko;Souma Sanae;Furuya Norihiko;Miura Yoshiki;Kazuno Saiko;Kakuta Soichiro;Suzuki Ayami;Hashimoto Ryota;Hirawake‐Mogi Hiroko;Date Yuki;Imoto Masaya;Ueno Takashi;Kataura Tetsushi;Korolchuk Viktor I;Tsunemi Taiji;Hattori Nobutaka;Saiki Shinji;當舎武彦
• 通讯作者: 當舎武彦

XFEL Crystal Structures of Peroxidase Compound II.

• DOI: 10.1002/anie.202103010
• 发表时间: 2021-06-21
• 期刊: Angewandte Chemie (International ed. in English)
• 作者: Kwon H;Basran J;Pathak C;Hussain M;Freeman SL;Fielding AJ;Bailey AJ;Stefanou N;Sparkes HA;Tosha T;Yamashita K;Hirata K;Murakami H;Ueno G;Ago H;Tono K;Yamamoto M;Sawai H;Shiro Y;Sugimoto H;Raven EL;Moody PCE
• 通讯作者: Moody PCE