トリプトファン二原子酸素添加酵素の化学モデルに関する研究

色氨酸双加氧酶化学模型的研究

• 批准号: 08772069
• 负责人: 岡 茂範
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Kyoto Pharmaceutical University
• 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08772069/
• 关键词: 二原子酸素添加酵素; トリプトファン; 化学モデル; 三元錯体; フリーラジカル; ESR

天然の酵素系において検出が非常に困難であるヘム-酸素-基質三元錯体およびフリーラジカル種などの反応活性中間体をTDO(Tryptophan 2,3-dioxygenase)化学モデル系を構築することにより検出し、基質酸化反応およびヘムによる酸素活性化機構の解明を目指して研究を推進した。本研究により、以下の新たな知見を得ることができた。1)ヘムとして合成ポルフィリン鉄錯体(Fe(III)TPPClおよびFe(III)PPIXDMECl)、トリプトファンモデル基質(スカトールおよびN-アセチルトリプトファンエチルエステル)、アルカリ試薬(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)および分子状酸素で構成される化学モデル系を用いて、三元錯体および基質由来のフリーラジカル種を検出し、さらに基質に分子状酸素が添加されることを確認した。2)今回、検出した三元錯体を可視吸収スペクトル法・電子スピン共鳴法を用いて配位構造および電子状態を検討したところ、三元錯体は基質の3位炭素とヘムが分子状酸素で架橋された構造をとることが推定された。3)ヘムの構造を変化させて反応性を検討したところ、ヘムの立体傷害の大きさと還元性は触媒活性に関与することを見出した。また、天然のTDOの第五配位子と考えられているイミダゾールを配位子として用いることにより、ヘムの軸位にイミダゾール性窒素を有する二原子酸素添加反応を触媒しうる三元錯体の検出に成功した。以上の研究結果から、基質酸化反応を推定した。これまで、一原子酸素添加酵素に関する研究は数多く報告されているにもかかわらず、二原子酸素添加酵素に関してはその限りではない。本研究で得られた知見から、ヘム酵素の基質酸化反応および酸素活性化機構を提案することができた。本研究の成果は、二つの報文として発表予定である。

It is very difficult to identify natural enzyme systems, and the construction of TDO(Tryptophan 2,3-dioxygenase) chemical systems for the identification of acid-substrate ternary complexes and the elucidation of acid-substrate activation mechanisms is being promoted. This study is based on the following new knowledge. 1) The synthesis of iron complex (Fe(III)TPPCl and Fe(III)PPIXDMECl), iron complex matrix The chemical system used in the formation of molecular acids, the ternary complex and the origin of the matrix, the identification of molecular acids added to the matrix, and the identification of molecular acids were studied. 2)The three-dimensional structure of the ternary complex is estimated by the visible absorption method and the electron resonance method. 3) The structure of the system is changed to reflect the characteristics of the system, the structure of the system is changed to reflect the characteristics of the system, the structure of the system is changed to reflect the characteristics of the system, and the system is changed to reflect the characteristics of the system. The fifth ligand of natural TDO was successfully identified by addition of diatomic acid to catalyst. The above results indicate that the matrix acidification reaction may occur. There have been numerous reports of studies on mono-and di-acid-adding enzymes. This study was conducted to identify the mechanism of enzyme matrix acidification and enzyme activation. The results of this study are as follows: 1.