第2メッセンジャー(アデノシン環状リン酸)の生成と開裂を制御する人工材料の開発

开发控制第二信使（环磷酸腺苷）产生和裂解的人造材料

• 批准号: 04205023
• 负责人: 小宮山 真
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04205023/
• 关键词: アデノシン環状リン酸; 第2メッセンジャー; セリウム(III)イオン; 加水分解

細胞が外部情報に応じて機能を調節する際には、細胞膜に存在するアデニル酸シクラーゼによりアデノシン-5'-三リン酸が環化されてアデノシン3'、5'-環状リン酸(cAMP:第2メッセンジャー)が生成し、cAMPが細胞内の酵素系の機能を調節して目的とする細胞応答を実現する。したがって、細胞内におけるcAMPの濃度を人工的に制御できれば、これは、細胞機能の新規な制御法につながる。本研究では、特定の刺激に応じてcAMPを効率的に分解する人工酵素の分子設計を指向して、このような人工酵素の触媒活性部位として使用するのに十分な活性を持つ触媒の開発を追求した。その結果、希土類金属イオン、特にセリウム(III)イオンが驚異的に大きな活性を持つことを見いだした。30℃、pH8において、塩化セリウム(III)(0.01M__-)を触媒とした際のcAMP加水分解の擬1次速度定数は1.2min^<-1>であり、半減期はわずかに35秒である。cAMPは、元来、非常に安定な化合物であり、塩化セリウム(III)の不在下における半減期は40万年である。すなわち、塩化セリウム(III)の加速効果の大きさは、実に1000億倍にも達する。他の希土類金属イオンも、活性はセリウム(III)よりも小さいもの、cAMPの加水分解に対して有効であった。このように、cAMPを、生理条件において、天然酵素を用いることなく、細胞応答を制御するのに十分な速度で加水分解することに初めて成功した。それに対し、希土類金属以外の金属イオンには、触媒活性は全く認められなかった。すなわち、大きな触媒作用は希土類金属イオンに特異的である。セリウム(III)イオンの優れた触媒作用を、cAMPを選択的に結合するホスト化合物とハイブリッド化することにより、cAMPを選択的に加水分解する人工ホスホエステラーゼを構築することが出来ることが強く示唆された。

When the function of cell is regulated by external information, the cell membrane has the function of producing cAMP, regulating the function of enzyme system in cell, and realizing the cell response. The concentration of cAMP in cells is controlled artificially, and the function of cells is controlled by new regulations. In this study, molecular design of artificial enzymes for the decomposition of cAMP in response to specific stimuli was directed to the development of catalytic activity in the active sites of artificial enzymes. As a result, rare earth metals are rare earth metals, especially rare earth metals (III). 30℃, pH8, pH 8<-1>, cAMP is a very stable compound, and its half-life is 400 thousand years. The acceleration effect of the chemical compound (III) is 100 billion times larger than that of the chemical compound (III). He is a rare earth metal, and his activity is very high.(III) He is a rare earth metal, and his activity is very high. This is the first time that we've seen this. For metals other than rare earth metals, catalytic activity is fully recognized. The catalytic effect of rare earth metals is unique. The optimum catalytic activity of cAMP is determined by the hydrolysis of cAMP.

项目成果

Jun Sumaoka: "Enormous catalqsis by lanthanide metal ions for unprecedentedly fast hydrolysis of 3',5'-cyclic adenosine monophosphate" Nucleic acids Res.,Symp.Ser.27. 37-38 (1992)

Jun Sumaoka：“稀土金属离子的巨大催化作用对 3,5-环单磷酸腺苷的前所未有的快速水解”核酸研究，Symp.Ser.27。

Makoto Komiyama: "Unprecedentedly fast hydrolysis of ApA and UpU by rare earth metal ions." J.Chem.Soc.,Chem,Commun.1992. 640-641 (1992)

Makoto Komiyama：“稀土金属离子对 ApA 和 UpU 进行前所未有的快速水解。”

Razynari Matsumura: "Enormous catalysis of rare earth metal ions for RNA hydrolysis." Nucleic acids Res.,Symp.Ser.27. 11-12 (1992)

Razynari Matsumura：“稀土金属离子对 RNA 水解的巨大催化作用。”

Jun Sumaoka: "Remarkably fast hydrolysis of 3',5'-cyclic adenosine monophosphate by cerium(III) hydroxide cluster." J.Chem.Soc.,Chem.Commun.1992. 1707 (1992)

Jun Sumaoka：“氢氧化铈 (III) 簇对 3,5-环单磷酸腺苷的水解速度非常快。”

Jun Sumaoka: "Mutual isomerization of adenosine 2'-and3'-phosphate by tris(aminopropyl)aminecobalt(III)." J.Mol.Catal.78. L52-L56 (1993)

Jun Sumaoka：“三（氨丙基）胺钴（III）对腺苷 2-和 3-磷酸的相互异构化。”