タンパク質マトリクスを利用した新規生体金属触媒の創製と小分子の活性化

利用蛋白质基质创建新型生物金属催化剂并活化小分子

• 批准号: 20037049
• 负责人: 林 高史
• 金额: $ 2.43万
• 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20037049/
• 关键词: タンパク質; 酵素; ヘムタンパク質; 触媒; ペルオキシダーゼ; 蛋白質

本年度は、まずヘムタンパク質の機能化として、昨年かなり物性が明らかになったコロール鉄錯体を駆使し、ミオグロビンや西洋ワサビペルオキシダーゼの天然のヘムをコロール鉄錯体に置換した再構成タンパク質を調製し、その触媒活性を評価した。実際に、コロール鉄錯体を含むミオグロビンは、フェノール誘導体を基質とする過酸化水素酸化反応において、天然のミオグロビンを大幅に超える触媒活性を示した。一方、西洋ワサビペルオキシダーゼにおいては、コロール鉄錯体を有するタンパク質の方が活性が低下し、同じタンパク質でも顕著な反応性の違いがあることも明らかとなった。さらに、この酸化反応の中間体の検出を、ストップドフロー法を用いて実施し、天然のペルオキシダーゼと同様に、compound Iと呼ばれる2電子酸化当量の高酸化中間体を、過渡的に観測することに成功した。一方、ニトロゲナーゼのモデルとして、システインを多く含むメタロチオネインのαドメイン(アミノ酸30～31量体)をタンパク質マトリクス及び配位子に用いた鉄-硫黄(システイン)クラスター錯体の合成を行った。その結果、鉄4核のクラスターがタンパク質クラスター内に生成することを電子スペクトル及びマススペクトルを用いて同定し、鉄2価状態では、メチルレッドなどのN=N結合を水素化し、さらに切断してアミンまで還元することを見出した。現在は、まだ触媒反応までは至っていないが、今後この系を検討し、新しいニトロゲナーゼ機能モデルとして発展すると期待される。

This year は, ま ず ヘ ム タ ン パ ク qualitative の function と し て, yesterday か な り property が Ming ら か に な っ た コ ロ ー ル iron objects misprinted を 駆 し, ミ オ グ ロ ビ ン や Atlantic ワ サ ビ ペ ル オ キ シ ダ ー ゼ の natural の ヘ ム を コ ロ ー ル iron objects misprinted に replacement し た reconstitution タ ン パ ク を し modulation, そ の を catalytic activity evaluation 価 し た. Be interstate に, コ ロ ー ル iron objects misprinted を containing む ミ オ グ ロ ビ ン は, フ ェ ノ ー ル inductor を matrix と す る water element acidification acidification passes the 応 に お い て, natural の ミ オ グ ロ ビ ン を sharply に super え る を catalytic activity in し た. Side and western ワ サ ビ ペ ル オ キ シ ダ ー ゼ に お い て は, コ ロ ー ル iron objects misprinted を have す る タ ン パ ク qualitative の が active low が し, with じ タ ン パ ク qualitative で も 顕 the な の violations against 応 sex い が あ る こ と も Ming ら か と な っ た. さ ら に, こ の acidification anti 応 の intermediates の 検 を, ス ト ッ プ ド フ ロ を ー method with い て be し, natural の ペ ル オ キ シ ダ ー ゼ と with others に, shout compound I と ば れ る 2 electronic acidification equivalent の high acidification intermediates を, transition に 観 measuring す る こ と に successful し た. Side, ニ ト ロ ゲ ナ ー ゼ の モ デ ル と し て, シ ス テ イ ン を く more contain む メ タ ロ チ オ ネ イ ン の alpha ド メ イ ン (ア ミ ノ acid amount of 30 ~ 31) を タ ン パ ク qualitative マ ト リ ク ス and び ligand に with い た iron objects - sulfur (シ ス テ イ ン) ク ラ ス タ ー misprinted の synthetic line を っ た. そ の results objects, iron four nuclear の ク ラ ス タ ー が タ ン パ ク qualitative ク ラ ス タ ー formation す に る こ と を electronic ス ペ ク ト ル and び マ ス ス ペ ク ト ル を with い て objects with し, iron 2 価 state で は, メ チ ル レ ッ ド な ど の N = N combining を water element し, さ ら に cut し て ア ミ ン ま で also yuan す る こ と を shows し た. Now は, ま だ catalyst against 応 ま で は to っ て い な い が, future こ の is を beg し 検, new し い ニ ト ロ ゲ ナ ー ゼ function モ デ ル と し て 発 exhibition す る と expect さ れ る.

项目成果

A Role of the Heme-7-Propionate Side Chain in Cytochrome P450cam as a Gate for Regulating the Acess of Water Molecules to the Substrate-Binding Site

细胞色素 P450cam 中血红素 7-丙酸酯侧链作为调节水分子进入底物结合位点的闸门的作用

• 发表时间: 2009
• 期刊: J. Am. Chem. Soc 131
• 作者: 森崎泰弘;中條善樹;Teruyuki Kondo;近藤輝幸;神田崇史;Toshiyuki Moriuchi;Toshiyuki Moriuchi;Toshiyuki Moriuchi;Toshiyuki Moriuchi;孟祥太;二科昌文;森内敏之;二科昌文;野口峻一;Takashi Hayashi
• 通讯作者: Takashi Hayashi

Photocatalytic hydrogen generation using a protein-coated photosensitizer with anionic patches and a monocationic electron mediator.

• DOI: 10.1039/b803491e
• 发表时间: 2008-07
• 期刊: Chemical communications
• 影响因子: 4.9
• 作者: T. Matsuo;A. Asano;T. Ando;Y. Hisaeda;Takashi Hayashi

Enhancement of Peroxidase Activity for Several Hemoproteins by Reconstitution with Artificially Created Prosthetic Groups

通过人工合成的修复基团重建增强几种血红素蛋白的过氧化物酶活性

• 发表时间: 2008
• 作者: 松尾貴史;藤井道子・阿部真人・林高史;Takashi Matsuo
• 通讯作者: Takashi Matsuo

Meso-Unsubstituted Iron Corrole in Hemoproteins: Remarkable Differences in Effects on Peroxidase Activities between Myoglobin and Horseradish Peroxidase

• DOI: 10.1021/ja907428e
• 发表时间: 2009-10-28
• 期刊: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
• 影响因子: 15
• 作者: Matsuo, Takashi;Hayashi, Akihiro;Hayashi, Takashi
• 通讯作者: Hayashi, Takashi

Handbook of Porphyrin Science

• DOI: 10.1142/11320
• 发表时间: 2019-05
• 期刊: Handbook of Porphyrin Science
• 作者: K. Kadish;Kevin M Smith;R. Guilard