ブルー銅タンパク質における分子内電子伝達過程

蓝铜蛋白分子内电子转移过程

基本信息

批准号：
07215229
负责人：
櫻井武
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Kanazawa 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：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

酸性から塩基性までさまざまのブルー銅タンパク質(プラストシアニン、アズリン、シュードアズリン、プランタシアン、ステラシアニン、ウメシアニン)の直接電気化学を、カチオン性、アニオン性、疎水性などさまざまのプロモーターで修飾した金電極を用いて行った。活性中心近傍の疎水的な領域を電極方向に配向させるには、プロモーターとタンパク表面との相互作用を調整することによって、すべてのブルー銅タンパク質の直接電気化学を実現できることがわかった。すなわち、等電点が中性付近のタンパクの場合は静電相互作用がタンパク分子の電極表面へのアクセスをアシストするが、等電点が著しく酸性または塩基性に偏っている場合は、むしろ静電反発させたほうが直接電気化学を実現できる可能性が高いことがわかった。以上の知見をもとにして、電子移動速度や熱力学的パラメータをポテンシャルステップ法で求めた。これらの結果は平成8年度に発表済みまたは投稿中である。また、分子量14万のアスコルビン酸オキシダーゼのタイプ1銅(ブルー銅)サイトへの電子の出入りも実現できることを見いだし、これについても、速報として投稿中である。タイプ1銅から、ロングレンジの分子内電子移動反応によって電子を受け取るタイプ2、3銅からなる三核銅センターについては、阻害剤を用いた検討によって、異常な磁気的相互作用していることを見いだした。この知見は将来の分子内電子移動過程の研究に生かすことができるものである。しかし、当初、計画していた、ブルー銅タンパク質にRu錯体を結合して分子内電子移動を行わせる研究は、タンパクの修飾に難航した末、電気化学を試みたが、CuとRuサイトはそれぞれ独立に電極と電子移動を行うことがわかり、現在のところ電気化学レベルで分子内電子移動反応は実現されていないようである。

使用与各种启动子（例如阳离子，阴离子和液生物学）修饰的金电极对各种蓝色铜蛋白（塑蛋白，叠素蛋白，假硫蛋白，植物学，固醇，紫糖苷）的直接电化学。已经发现，可以通过调整启动子和蛋白质表面之间的相互作用来实现所有蓝色铜蛋白的直接电化学，以在电极方向沿活性中心附近的疏水区定向。换句话说，当等电点接近中性时，静电相互作用有助于访问蛋白质分子的电极表面，但是当等电点对酸性或碱性的敏感性明显更高时，已经发现静电抑制更有可能达到直接电化学。基于上述发现，使用潜在步骤方法确定电子传递速率和热力学参数。这些结果已于1996年发布或发布。它还发现可以从抗坏血酸氧化酶的1型铜（蓝铜）位点输入并退出电子，该氧化酶的分子量为140,000，目前正在将此信息发布为突发新闻。从1型铜中，发现通过远距离分子内电子转移反应接收电子的三核铜中心通过检查通过检查抑制剂具有异常的磁相互作用。该发现可以用于未来对分子内电子转移过程的研究。然而，最初的计划研究将RU复合物与蓝色铜蛋白进行结合以进行分子内电子转移很难修饰蛋白质和尝试的电化学，但事实证明，Cu和Ru位点各自独立地进行电子转移，目前尚未在电化学层面上实现了分子内电子转移反应。