直接電気化学によるブルー銅タンパク質の酸化還元過程の個別的検討

6種のブルー銅タンパク質(プラストシアニン、プランタシアニン、アズリン、シュードアズリン、ステラシアニン、ウメシアニン)の直接電気化学を、グラシーカーボンおよびビス(4-ピリジル)ジスルフィドなどで修飾した金電極において実現し、速度論的解析を行った。まず、低分子化合物なみの良好なサイクリックボルタンメトリーを可能にし、電解質の濃度やプロモーターの種類などを変化させることによって、タンパク表面と電極との相互作用の様式が極めて重要で、ほとんど疎水性相互作用の場合から、親水性相互作用と疎水性相互作用の両方が寄与している場合まであることがわかった。ついで、2-ポテンシャルステップボルタンメトリーによって、タンパク分子が電極表面において、ミリ秒オーダーで拡散や方向転換などをおこなっていることを明かにした。さらに、1-ポテンシャルステップボルタンメトリーによってタンパクの銅中心と電極表面の間における酸化と還元両方向の電子移動反応の速度定数とそれに伴う熱力学的パラメータ(活性化エンタルピーとエントロピー)を決定し、銅の配位グループの一つであるヒスチジンのイミダゾール基を通じて電子が出入りしているという結論に至った。以上の結果の主たる部分は投稿中である。なお、現在、ブルー銅タンパク質の関与する分子内過程をさらに詳細に明かにするべく、タンパク質の改変を行いつつある。

6種のブルー銅タンパク質(プラストシアニン、プランタシアニン、アズリン、シュードアズリン、ステラシアニン、ウメシアニン)の直接電気化学を、グラシーカーボンおよびビス(4-ピリジル)ジスルフィドなどで修飾した金電極において実現し、速度論的解析を行った。まず、低分子化合物なみの良好なサイクリックボルタンメトリーを可能にし、電解質の濃度やプロモーターの種類などを変化させることによって、タンパク表面と電極との相互作用の様式が極めて重要で、ほとんど疎水性相互作用の場合から、親水性相互作用と疎水性相互作用の両方が寄与している場合まであることがわかった。ついで、2-ポテンシャルステップボルタンメトリーによって、タンパク分子が電極表面において、ミリ秒オーダーで拡散や方向転換などをおこなっていることを明かにした。さらに、1-ポテンシャルステップボルタンメトリーによってタンパクの銅中心と電極表面の間における酸化と還元両方向の電子移動反応の速度定数とそれに伴う熱力学的パラメータ(活性化エンタルピーとエントロピー)を決定し、銅の配位グループの一つであるヒスチジンのイミダゾール基を通じて電子が出入りしているという結論に至った。以上の結果の主たる部分は投稿中である。なお、現在、ブルー銅タンパク質の関与する分子内過程をさらに詳細に明かにするべく、タンパク質の改変を行いつつある。