モノオキシゲナーゼの構築-P450酸化活性種の蛋白モデルによる検証

单加氧酶的构建 - 使用 P450 氧化活性物质的蛋白质模型进行验证

• 批准号: 11490036
• 负责人: 渡辺 芳人
• 金额: $ 9.15万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11490036/
• 关键词: P450; ヘム; ミオグロビン; 酸化活性種; 酸化反応; ヘム酵素; 水酸化反応; 不斉酸化; ミュータント; 遷移状態類似構造体; ヘム蛋白質; ペルオキシダーゼ; ミューテーション

本申請者らは、ミオグロビン(Mb)をヘム蛋白質の基本骨格を提供するモデル蛋白質としてとらえ、Mbの活性中心のミューテーションによってシトクロームP450やペルオキシダーゼ機能を賦与する研究を行ってきた。その結果、酸化活性種であるMb・O=Fe^<IV>Porphyrin^<+・>(Por^<+・>)の観測に初めて成功し、オレフィンやスルフィドなどの外来基質のMb・O=Fe^<IV>Por^<+・>による酸化反応の過程が、スペクトル変化として直接観測可能であることを示した。こうした成果に基づき、本研究では、1)シトクロームP450が触媒する種々の酸化反応が、Mb・O=Fe^<IV>Por^<+・>によって進行するか?酸化生成物はP450によるものと同じか否かを検討した。最初に検討した反応は、スルフィドのスルフォキシドへの酸化反応である。ペルオキシダーゼの酸化活性種(O=Fe^<IV>Por^<+・>)はスルフィドの一電子酸化反応を行うのに対して、ミオグロビンのO=Fe^<IV>Por^<+・>は酸素添加反応を行うことが明らかになり、標的としたP450型の酸化反応を行うことを初めて証明した。次に、高難度酸化反応でありP450のみが触媒可能な芳香環の酸化反応を検討した。基質としてトリプトファンを用い、部位特異的アミノ酸置換によってフェニルアラニン43の位置にトリプトファンを導入した。酸化反応を行ったところ、トリプトファンの芳香環が予想された位置選択性で水酸化されることが明らかになり、P450以外のヘム酵素として初めての水酸化反応が達成できた。

The applicant, Mb, protein, basic bone marrow, protein, protein, basic bone, protein, protein, basic bone, protein, basic bone marrow, protein, basic bone marrow, protein, basic bone, protein, basic bone, protein, protein The results show that acidizing activity Mb O = Fe ^ & lt;IV> Porphyrin ^ & lt;+ & gt; (Port ^ & lt;+ & gt;) initial success, foreign base Mb O = Fe ^ & gt; port ^ & lt;+ & gt; anti-acidizing process, direct acidizing effect may be shown. The results of this study are as follows: 1) to improve the acidification reaction of P450 catalysts, Mb O = Fe ^ & lt;IV> Port ^ & lt;+ & gt;. The acidizing product "P450" is the same as that of the acidified product. At first, the acid reaction was detected, and the acidizing reaction was detected. The chemical acidizing system (O = Fe ^ & lt;IV> Portal ^ & lt;+ & gt;) is responsible for anti-acidizing and anti-acidizing. The anti-acidizing system is sensitive to the addition of anti-acidizing agent O = Fe ^ & lt;IV> Port ^ & lt;+ & gt; acid. Secondary and high temperature acidizing reaction P450 catalyst may be aromatic, acidizing reverse acidizing reaction. The location of the site is not suitable for use, and the location of the site is not suitable for use. The anti-acidizing method is based on the selection of the position of water acidizing, the activation of enzymes other than P450, the initial acidification of water and the formation of aromatic compounds.

项目成果

T.Tomita: "Elucidation of the Differences between the 430 and 455-nm Absorbing Forms of P450-Isocyanide Adducts by Resonance Raman Spectroscopy"J.Biol.Chem.. 276. 36261-36267 (2001)

T.Tomita：“通过共振拉曼光谱阐明 P450-异氰化物加合物的 430 和 455 nm 吸收形式之间的差异”J.Biol.Chem.. 276. 36261-36267 (2001)

T.Matsui: "Effects of the Location of Distal Histidine in the Reaction of Myoglobin with Hydrogen Peroxide"J.Biol.Chem.. 273. 2838-2844 (1999)

T.Matsui：“肌红蛋白与过氧化氢反应中远端组氨酸位置的影响”J.Biol.Chem.. 273. 2838-2844 (1999)

S.Ogo: "pH-Dependent Transfer Hydrogenation of Water-Soluble Carbonyl Compounds with [Cp^*Ir^<III> (H_2O)_3]^<2+> (Cp^*=η^5-C_5Me_5) as a Catalyst Precursor and HCOONa as a Hydrogen Donor in Water"Organometallics. 18. 5470-5474 (1999)

S.Ogo：“以 [Cp^*Ir^<III> (H_2O)_3]^<2+> (Cp^*=η^5-C_5Me_5) 作为催化剂的水溶性羰基化合物的 pH 依赖性转移氢化前体和 HCOONa 作为水中的氢供体”有机金属学。18. 5470-5474 (1999)

M.P.Roach: "Proximal Ligand Control of Heme Iron Coordination Structure and Reactivity with Hydrogen Peroxide : Investigations of the Myoglobin Cavity Mutant H93G with Unnatural Oxygen Donor Proximal Ligands"J.Inorg.Biochem.. 81. 173-182 (2000)

M.P.Roach：“血红素铁配位结构和与过氧化氢的反应性的近端配体控制：用非天然氧供体近端配体对肌红蛋白空腔突变体 H93G 的研究”J.Inorg.Biochem.. 81. 173-182 (2000)

S.Ozaki: "Rational Molecular Design of a Catalytic Site : Engineering of Catalytic Function to the Myoglobin Active Site Framework"Coordination Chem.Rev.1. 198. 39-59 (2000)

S.Ozaki：“催化位点的合理分子设计：肌红蛋白活性位点框架的催化功能工程”协调 Chem.Rev.1。