ハイブリッドヘムを用いたチトクロムPー450反応の解析

使用混合血红素分析细胞色素 P-450 反应

• 批准号: 02217208
• 负责人: 桜井 弘
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: The University of Tokushima
• 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: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02217208/
• 关键词: チトクロムPー450モデル; ポリエチレングリコ-ル結合ヘミン; チオ-ル化合物; ハイパ-ポルフィリンスペクトル; 酸素化反応; 活性酸素

我々は、これまで低分子ヘム鉄錯体を用いて酸素分子活性化機構に基くチトクロムPー450の化学モデルに関する研究を行ってきた。最近更に、反応効率が高く、より酵素系に類似したモデル系として電子伝達を含む系を開発している。一方、Pー450酵素は両親媒性タンパク質であり、かつ基質分子を特異的に結合することを考慮して、新しい化学モデル系、すなわち、高分子ポリエチレングリコ-ル(PEG)とヘミン(鉄プロトヘム、Hm)を化学的に結合させたPEGーHmを合成し、Pー450反応を解析する事を計画した。二種類のエステル型およびイミド型PEGーHmを合成し、それらの物性を検討した。いずれのPEGーHmも、溶媒の種類に依存してかなり高い分配率を示し、低分子ヘム鉄錯体よりも脂溶性が高くなった。PEGーHmに種々の軸配位子を加え、スペクトル特性を測定した。特に、チオレ-ト化合物を軸配位子として結合させると、ビスチオレ-トヘム鉄錯体が生成され、ソ-レ-吸収帯が2本に分裂した特異なハイパ-ポルフィリンスペクトルが観測された。この時、電子スピン共鳴(ESR)スペクトルを測定すると、低スピン型ヘム鉄(III)錯体に基くシグナルと共存して、ス-パ-オキシドアニオンらジカル(0)に基くシグナルが観測された。この系に、基質となりうるシクロヘキセンを加えると、0に基くシグナルは約50%に減少した。そこで、ベンゼン溶液中で、PEGーHmーチオレ-ト錯体によるシクロヘキの酸化反応を酸素気流下で検討したところ、優先的にシクロヘキセノ-ルが生成された。ラット肝ミクロソ-ムでは、シクロヘキセンオキシドとシクロヘキセノ-ルが生成される事を考えると、本モデル系はPー450よりも基質結合に関してより厳密ではないかと考えられた。PEGーHm錯体を用いたPー450モデルに関する研究をさらに拡大続行している。

我们先前曾根据使用小分子血红素铁复合物的氧分子激活的机理对细胞色素P-450的化学模型进行了研究。最近，已开发了包含电子传输的系统作为具有高反应效率的模型，并且与酶系统更相似。另一方面，考虑到P-450酶是一种两亲性蛋白，并专门结合底物分子，我们计划合成一种新的化学模型系统，即PEG-HM，其中聚合物聚乙二醇（PEG）和HEMIN（PEG）和HEMIN（IROHEMEM，HM，HM，HM），并分析P-450。合成了两种类型的酯形式和酰亚胺 - 形式的PEG-HM，并检查了它们的物理特性。两种PEG-HM都表现出相当高的分配速率，具体取决于溶剂的类型，并且比低分子量血红素铁配合物更具脂溶性。将各种轴向配体添加到PEG-HM中以测量光谱特性。特别是，当硫醇酸盐化合物作为轴配体结合时，形成了双硫醇酸盐血红素铁络合物，并观察到独特的高孢子蛋白光谱，其中唯一吸收带分为二。此时，当测量电子自旋共振（ESR）光谱时，基于超氧化物阴离子等的信号观察到了基于低旋转血红素铁（III）复合物的信号。添加可能是底物的环己烯将基于0的信号降低至约50％。因此，在氧气下的苯溶液中研究了PEG-HM-硫醇酸酯复合物对环己烯的氧化反应，优先生产了环己烯醇。考虑到大鼠肝微粒体中产生的环己烯和环己烯醇是产生的，因此认为该模型系统比P-450更严格对底物结合。使用PEG-HM复合物对P-450模型的研究正在继续进一步扩展。

项目成果

H.Sakurai: "An Intermediate Model of Cytochrome Pー450ーDioxygen Complex"

H.Sakurai：“细胞色素 P-450-双氧复合物的中间模型”

<H.Sakurai>___ー and Y.Mori: "A New Biomimetic Model of Cytochrome Pー450:Characterization and Catalytic Monooxygenationーlike Activity of Amphiphilic Hybrid Polyetthylene GlycolーHemin Complexes in the Presence of Axila Ligands"

<H.Sakurai>___ 和 Y.Mori：“细胞色素 P450 的新仿生模型：Axila 配体存在下两亲杂化聚乙二醇-血红素复合物的表征和催化单氧化样活性”

<H.Sakurai>___ー,K.Tsuchiya,N.Sugasaki and M.Shibuya: "Unusual Hyperporphyrin Spectrum by Bis(Glutathione dimethyl ester)ーHemin Complex,A Model of Cytochrome Pー450ーThiolate Complexes" Biochemical Biophysical Research Communications. 169. 22-29 (1990)

<H.Sakurai>___ー、K.Tsuchiya、N.Sugasaki 和 M.Shibuya：“双（谷胱甘肽二甲酯）－血红素复合物的异常超卟啉光谱，细胞色素 P－450－硫醇盐复合物模型”生化生物物理研究通讯。169。22-29（1990）

<H.Sakurai>___ー,Y.Mori and M.Shibuya: "A Chemical Model of Cytochrome Pー450 with Electronーtransfer Activity" Inroganica Chimica Acta. 162. 23-25 (1989)

<H.Sakurai>___ー、Y.Mori 和 M.Shibuya：“具有电子转移活性的细胞色素 P-450 的化学模型”Inroganica Chimica Acta. 162. 23-25 (1989)

K.Tajima,J.Jinno,K.K.Ishizu,<H.Sakurai>___ー and H.OhyaーNishiguchi: "Direct Evidence of HemeーtertーButyl Peroxide Adduct Formation Demonstrated by Simultaneous ESR and Optical Measurements" Inorganic Chemistry. 28. 709-715 (1989)

K. Tajima、J. Jinno、K. K. Ishizu、<H. Sakurai> ___ー 和 H. Ohya Nishiguchi：“通过同步 ESR 和光学测量证明血红素-丁基过氧化物加合物形成的直接证据”无机化学 28 .709-。 715 (1989)