セレノシステインを含むフェレドキシンの化学合成

本研究は、光化学系Ⅰにおいて一電子の授受反応を司る鉄-硫黄タンパク質である、フェレドキシン (Fd)の[2Fe-2S]クラスターに配位する4つのシステイン (Cys)をセレノシステイン (Sec)に置換した Sec置換型Fd (SecFd)を化学合成によって調製することで、Secを含むタンパク質を自在に合成することのできる確かな指針を得るとともに、Secをビルディングブロックとした新たな機能性分子創出の可能性について探索することを目的としている。最終年度となる本年度では、チオエステル法によって合成したアポ体のSecFdに対して [2Fe-2S]クラスターの再構成を行うことで、ホロ体の調製を試みた。その結果、天然型Fdに対する既存の再構成法を最適化することにより望むホロ体のSecFdを得ることに成功した。得られたSecFdは天然型Fdと非常に良く似たUV吸収スペクトルを示し、CDスペクトルにおいても同様の二次構造を形成していることが明らかとなった。また、ESI-TOF-MSによって[2Fe-2S]クラスターを有するホロ体の質量を直接観測することにも成功し、再構成の成功を証明するに至った。続いて、得られたSecFdの電子伝達能をCyt Cを用いた電子伝達系で評価したところ、天然型Fdと比較して低いものの、同様に電子伝達能を有することが明らかとなった。本研究によって、Secを含むタンパク質をルーチンに合成することのできる方法論を確立することに成功した。また、[2Fe-2S]クラスターに配位するCysをSecへと置換することでFdの電子伝達能を変化させることに成功し、新たな機能性分子創出に対する足がかりを得ることができた。本研究の成果は、当該研究分野の更なる発展の一助になることが期待される

本研究は、光化学系Ⅰにおいて一電子の授受反応を司る鉄-硫黄タンパク質である、フェレドキシン (Fd)の[2Fe-2S]クラスターに配位する4つのシステイン (Cys)をセレノシステイン (Sec)に置換した Sec置換型Fd (SecFd)を化学合成によって調製することで、Secを含むタンパク質を自在に合成することのできる確かな指針を得るとともに、Secをビルディングブロックとした新たな機能性分子創出の可能性について探索することを目的としている。最終年度となる本年度では、チオエステル法によって合成したアポ体のSecFdに対して [2Fe-2S]クラスターの再構成を行うことで、ホロ体の調製を試みた。その結果、天然型Fdに対する既存の再構成法を最適化することにより望むホロ体のSecFdを得ることに成功した。得られたSecFdは天然型Fdと非常に良く似たUV吸収スペクトルを示し、CDスペクトルにおいても同様の二次構造を形成していることが明らかとなった。また、ESI-TOF-MSによって[2Fe-2S]クラスターを有するホロ体の質量を直接観測することにも成功し、再構成の成功を証明するに至った。続いて、得られたSecFdの電子伝達能をCyt Cを用いた電子伝達系で評価したところ、天然型Fdと比較して低いものの、同様に電子伝達能を有することが明らかとなった。本研究によって、Secを含むタンパク質をルーチンに合成することのできる方法論を確立することに成功した。また、[2Fe-2S]クラスターに配位するCysをSecへと置換することでFdの電子伝達能を変化させることに成功し、新たな機能性分子創出に対する足がかりを得ることができた。本研究の成果は、当該研究分野の更なる発展の一助になることが期待される