キサンチン酸化酵素における非ヘム鉄の機能に関する研究

非血红素铁在黄嘌呤氧化酶中的作用研究

• 批准号: 10770054
• 负责人: 岡本 研
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Nippon Medical School
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10770054/
• 关键词: キサンチン脱水素酵素; キサンチン酸化酵素; 鉄硫黄中心; xanthine dehydrogenase; iron-sulfur center

キサンチン脱水素酵素の鉄硫黄中心のリガンドと考えられるシステイン残基をセリンへと変換した組み換えウイルス数種の作製に成功した。すでに構築されている昆虫細胞発現系を用いて変異酵素の発現を行った。さらに大腸菌による発現酵素を得るための試みとして、ドメインごとの発現系の構築を行い、解析を行っている。得られた数種の変異酵素について精製法を確立し、数ミリグラムの精製標品を得るに至った。これらの精製した変異酵素についてEPRスペクトルの測定を行った。2種の変異酵素とも2種の鉄硫黄中心センターに由来するシグナルが認められ、システインに替わってセリンがリガンドとなっていることが推測された。このEPR測定によって2個の鉄硫黄中心それぞれを形成するモチーフが推定できた。さらにカナダ、トロント大との共同研究により本酵素のX線結晶構造が明らかにされ、本研究の結果と併せて各々の鉄硫黄中心の立体構造上の位置、他の補酵素のと距離が明らかになった。このことより、酵素活性における分子内電子伝達の経路、FADの反応性に対する鉄硫黄中心の関与、活性酸素生成のメカニズムについて重要な知見が得られた。現在はこれらの変異酵素について酸化還元滴定、種々の基質を用いた活性測定など、更なる解析を行っている。

The iron sulfur center of the protein dehydro enzyme was successfully synthesized by the reaction of several kinds of residues. The construction of insect cell production systems using different enzymes In this paper, the development of E. coli enzyme is studied, and the development system is constructed and analyzed. The purification method of several enzymes was established, and the purification standard was obtained. This is the first time I've ever seen an EPR assay 2 kinds of different enzymes and 2 kinds of iron sulfur center origin and development The EPR measurements were performed on two iron sulfur centers. The X-ray crystal structure of this enzyme is clearly defined. The results of this study indicate the position of the iron sulfur center in the three-dimensional structure and the distance between other complementary enzymes. The important knowledge of the interaction between iron and sulfur centers, enzyme activity, intramolecular electron pathway, FAD reactivity, and active acid production was obtained. Now we have different enzymes, such as acidizing, reducing, titrating, and substrate activity determination.

项目成果

Ichimori K., Fukahori M., Nakazawa H., Okamoto K. and Nishino T.: "Inhibition of xanthine oxidase by nitric oxide" Journal of Biological Chemistry. in press.

Ichimori K.、Fukahori M.、Nakazawa H.、Okamoto K. 和 Nishino T.：“一氧化氮对黄嘌呤氧化酶的抑制”生物化学杂志。

C. Enroth, B.T.Eger, E.F. Pai, K. Okamoto, T. Iwasaki, T. Nishino, and T. Nishino: "Favins and Flavoproteins(S. Ghisla et al, eds.): Crystal structure of xanthine oxidoreductase and EPR assignment of Fe/S center."RUDOLF WEBER AGENCY FOR SCIENTIFIC PUBLICA

C. Enroth、B.T.Eger、E.F. Pai、K. Okamoto、T. Iwasaki、T. Nishino 和 T. Nishino：“Favins 和黄素蛋白（S. Ghisla 等人编辑）：黄嘌呤氧化还原酶的晶体结构和 EPR 分配

T. Iwasaki, K. Okamoto, T. Nishino, J. Mizushima, H. Hori, and T. Nishino: "Sequence Motif-specific Assignment of Two[2Fe-2S] Clusters in Rat Xanthine Oxidoreductase by Site-derected Mutagenesis"J. Bichem.. (in press).

T. Iwasaki、K. Okamoto、T. Nishino、J. Mizushima、H. Hori 和 T. Nishino：“通过定点诱变对大鼠黄嘌呤氧化还原酶中两个 [2Fe-2S] 簇进行序列基序特异性分配”J

T. Nishino, K. Okamoto, H. Hori, A. Kounosu, T. Nishino: "Favins and Flavoproteins(S. Ghisla et al, eds.): The Mechanism of Conversion from Xanthine Dehydrogenase to Oxidase of Rat Enzyme Studied by Site-Directed Mutagenesis."RUDOLF WEBER AGENCY FOR SCIEN

T. Nishino、K. Okamoto、H. Hori、A. Kounosu、T. Nishino：“Favins 和黄素蛋白（S. Ghisla 等编辑）：通过位点研究的大鼠酶从黄嘌呤脱氢酶转化为氧化酶的机制

K. Ichimori, M. Fukahori, H. Nakazawa, K. Okamoto and T. Nishino: "Inhibition of xanthine oxdase and xanthine dehydrogenase by nitric oxide; nitric oxide converts reduced xanthine oxidizing enzymes into the desulfo-type inactive form."J. Biol. Chem.. 274.

K. Ichimori、M. Fukahori、H. Nakazawa、K. Okamoto 和 T. Nishino：“一氧化氮抑制黄嘌呤氧化酶和黄嘌呤脱氢酶；一氧化氮将还原的黄嘌呤氧化酶转化为脱硫型非活性形式。”