生体系金属錯体における特異なスピン系の電子スピン共鳴(EPR)による解析

生物金属配合物中独特自旋系统的电子自旋共振 (EPR) 分析

• 批准号: 05209218
• 负责人: 堀 洋
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka University
• 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: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05209218/
• 关键词: ヘム蛋白質; 一酸化窒素; 光解離中間体; 電子スピン共鳴; ヘム空間; スピン相互作用; 酸化酵素; シトクロームP450

一酸化窒素(NO)は電子スピンS=1/2を持ち、それ自身で「EPR活性」で、多くの場合、酸化型ヘム蛋白質にも還元型ヘム蛋白質にも容易に結合する。酸化型ヘム蛋白質は電子スピンS=5/2または1/2を持ち「EPR活性」であるが、NOが配位すると「EPR不活性」となる。両スピン間の強い相互作用を光照射で弱めると、極低温でトラップされた解離NO分子と中心金属間の弱いスピン相互作用による特異なEPR吸収が金属中心の周辺アミノ酸残基の立体構造情報を与える。一方、「EPR不活性」な還元型ヘム蛋白質にNOが結合すると「EPR活性」となり、酸素結合ヘム蛋白質のヘム周辺の構造を知る手掛りを与える。1.酸化型ヘム蛋白質-NOの光解離中間体分子種のEPR(1)ミオグロビン(Mb)の遠位His(E7)残基を組み換えDNA技術で他のアミノ酸残基に換えた変異体あるいはBrCNによる化学修飾Mbを用いて遠位残基の立体化学的性質がヘム空間の大きさ、配位子の解離・結合反応機構をどの様に制御しているかを明らかにした。(2)シトクロームP450scc及びP450camに於て、種々の基質・基質類似体を用い、基質結合に伴うヘム空間の構造変化、基質特異性に関する詳細な議論をする事が出来た。立体構造が解明されていないP450sccの基質非存在下のヘム空間は基質非存在下のP450camのヘム空間に較べ立体障害が大きい事が解かった。本研究法は立体構造の不明なヘム蛋白質のヘム空間の構造を探る重要な研究法と言える。2.還元型ヘム蛋白質-NOのEPR分子状酸素の還元反応場として働いている大腸菌呼吸錯末端酸化酵素シトクロームbd複合体のシトクロームdに結合している酸素分子を嫌気条件下でNOに置換し、EPR活性化した。その結果、シトクロームdの配位子はCys残基あるいは特異な環境下にあるHis残基であると推定した。

An acidic peptide (NO) has an electron shift S=1/2, and its own "EPR activity" is easy to bind to in many cases, acidic proteins, and meta-proteins. Acid-type protein has an electron structure S=5/2 and a 1/2 ratio, which is characterized by EPR activity and NO coordination. Strong interaction between metals, weak interaction between metals, strong interaction between metals, strong interaction between metals, On the one hand, we need to know the structure of NO-binding proteins in "EPR inactive" and "EPR active" proteins, and the structure of the periphery of acid-binding proteins. 1. EPR(1), EPR(1), EPR (1 (2)Detailed discussion on the relationship between P450scc and P450cam in the use of matrix analogues, matrix binding, spatial structure and matrix specificity was presented. In the absence of a matrix, the space of the P450scc is larger than the space of the P450cam. This study is aimed at exploring the spatial structure of proteins with unknown spatial structure. 2. EPR activity is enhanced by NO replacement in the presence of a reactive protein-NO complex. As a result, Cys residues are presumed to be present in the ligand.

项目成果

Futoshi MASUYA: "EPR studies on the photoproducts of Mangenese(11)protoporphyrin-IX substituted myoglobin nitrosyl complexes trapped at low temparature:effects of site-specific chemical modification of the distal histidine on ligand-binding structures" Bi

Futoshi MASUYA：“低温捕获的锰 (11) 原卟啉-IX 取代的肌红蛋白亚硝基复合物光产物的 EPR 研究：远端组氨酸位点特异性化学修饰对配体结合结构的影响” Bi

Keitarou SAIKI: "Identification of the Functional Domains in Heme O Synthase:Site-directed Mutagenesis Studies on the cyo E Gene of the Cytochrome bO Operon in Escherichia coli" J.Biol.Chem.268. 26927-26934 (1993)

Keitarou SAIKI：“血红素 O 合酶功能域的鉴定：大肠杆菌细胞色素 bO 操纵子的 cyo E 基因的定点诱变研究”J.Biol.Chem.268。

Motonari TSUBAKI: "Structure of the Heme-Copper Binuclear Center of the Cytochrome bo complex of Escherichia coli:EPR and Furier Transform Infrared Spectroscopic Studies" Biochemistry. 32. 6065-6072 (1993)

Motonari TSUBAKI：“大肠杆菌细胞色素 bo 复合物的血红素-铜双核中心的结构：EPR 和 Furier 变换红外光谱研究”生物化学。

Motonari TSUBAKI: "Cytochrome d axial ligand of the bd-type tarminal quinol oxidase from Escherichia coli" FEBS Lett.335. 13-17 (1993)

Motonari TSUBAKI：“来自大肠杆菌的 bd 型莳萝醌氧化酶的细胞色素 d 轴向配体”FEBS Lett.335。

Hiroshi HORI: "Aromatic Substrate Molecules Bind at the Distal Heme Pocket of Myeloperoxidase" J.Biol.Chem.269(印刷中). (1994)

Hiroshi HORI：“芳香底物分子结合在髓过氧化物酶的远端血红素口袋”J.Biol.Chem.269（出版中）。