活性酸素種による遺伝子発現誘導の分子基盤

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1)スーパーオキシドおよび過酸化水素それぞれの生成酵素の発現系の開発と誘導機構とスーパーオキシドセンサーの探索:前年に引き続きキサンチン脱水素酵素のモリブデン近傍の活性中心に阻害剤であるFYX-051の立体構造をX線結晶解析を進めた。また結合にともない長波吸収体を観察し、モリブデン配位子のジオメトリー決定をおこなった。これらの情報を基に基本的なモリブデン水酸化機構の反応機構の全貌を明らかにした。さらに脱水素酵素から酸化酵素への変換に関与するトリガーの最終同定と変換しないラット酵素(活性酸素非産生型)のX-線結晶構造解析、また殆どスーパーオキシドのみを産生する変異体の二つの型のX-線結晶構造を解析した。これらの情報からXDHからXO型酵素への変換機構をほぼ全貌を解明させた。これら(水酸化機構の解明、および活性酸素生成酵素への変換の分子機構の解明)は本酵素に関する永年の歴史的な課題であるが、その解明は本特定研究による大きな成果である。さらに生理的意義を解明すべき、変換させる因子の牛乳からの抽出同定をおこなった。また活性酸素の細胞化学的意義の解明をめざし細胞内での上記2つの変異酵素の発現を試みた。2)金属結合蛋白の同定:前年に引き続き、鉄結合タンパク質の検索をめざして、培養細胞を用いてポリアクリルアミドゲル二次元電気泳動で分画し、鉄結合タンパク質のデータバンク作成にむけて、既知鉄タンパク質のスポット同定を引き続き進めた。また人胎盤蛋白質の解析を試みた。3)箱嶋らと共同でおこなったHBP23の立体構造の解析結果をもとに、活性中心のCys52、Cys173およびその周辺のアミノ酸残基の変異体の解析、還元体であるチオレドキシンとの相互作用を引き続き解析し、さらにオリゴマー形成の酵素反応への影響を解析した。