ヘモシアニンのアロステリック効果の分光学的研究

血蓝蛋白变构效应的光谱研究

• 批准号: 20051016
• 负责人: 廣田 俊
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 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-20051016/
• 关键词: 生体超分子; 酸素運搬; ヘモシアニン; 協同効果; 銅タンパク質; ボーア効果

ヒトでは酸素貯蔵と酸素運搬の役割はそれぞれミオグロビンとヘモグロビンが担っているが、節足動物や軟体動物の酸素貯蔵および運搬はヘモシアニン(Hc)が担っている。Hcはタイプ3銅含有タンパク質の一つであり、本研究で用いる節足動物のHcは類似したサブユニットが6個集まった6量体を構造ユニットとして超分子を形成する。各サブユニットは一対の二原子銅からなる活性部位を1つ有し、各々の活性部位に酸素1分子が結合する。Hcはヘモグロビンと同様、酸素分子脱着において協同効果を示すことが良く知られているが、pHによる酸素結合能の違い(ボーア効果)や協同効果に影響を与える因子の分子機構に関しては依然不明な点も多い。本研究では、Hcにおける協同効果の分子論的作用機構の理解のため、節足動物由来Hcの酸素結合挙動にpHおよび乳酸が及ぼす影響およびその作用機構の解明を行った。乳酸が及ぼす影響は、紫外可視吸収分光法、等温滴定カロリメトリー(ITC)法、フラッシュフォトリシス法を用いて調べた。乳酸添加により、酸素結合速度定数K_<obs>は単量体CaeSS2では変化しなかったが、ホモ6量体を形成するCaeSS3では大きくなった。Hcと乳酸の相互作用をITCにより調べた結果、単量体CaeSS2は乳酸と結合しなかったが、CaeSS3のホモ6量体と結合した。以上の結果および昨年度の結果より、乳酸はHc多量体と結合し四次構造変化を誘起することによりK_<obs>が増加すると推測された。6量体構造ユニット1つから成るPanulirus interruptus Hc、6量体構造ユニットがそれぞれ2つあるいは4つ集まったCarcinus aestuarii HcとUpogebia pusilla Hcを比較したところ、酸素結合速度に対する乳酸添加の影響はUpogebia pusilla Hcで最も大きく、Panulirus interruptusで最も小さかった。

ヒ ト で は acid grain storage 蔵 と acid element cutting carrying の service は そ れ ぞ れ ミ オ グ ロ ビ ン と ヘ モ グ ロ ビ ン が bear っ て い る が foot section, animal や mollusks の acid storage 蔵 お よ び carrying は ヘ モ シ ア ニ ン (Hc) が bear っ て い る. Hc は タ イ プ 3 copper containing タ ン パ ク qualitative の a つ で あ り, this study で い る section bipeds の Hc は similar し た サ ブ ユ ニ ッ ト が 6 sets ま っ た 6 quantity body を tectonic ユ ニ ッ ト と し て supramolecular を form す る. Each サブユニット pair of <s:1> diatomic copper らなる らなる active site を1 サブユニット has a が and each 々 <s:1> active site に acid 1 molecule が bound to する. Hc は ヘ モ グ ロ ビ ン と with others, acid molecule with に お い て collaborative working fruit を shown す こ と が good く know ら れ て い る が, pH に よ る acid element binding energy の violations い (ボ ー ア unseen fruit) や collaborative working fruit に influence を and え る factor の molecular institutions に masato し て remains unknown は な も い more. This study で は, Hc に お け る collaborative working fruit の molecular theory the role of institutions の understand の た め foot section, animal origin Hc の acid combined with dynamic に pH お 挙 よ び が lactate and ぼ す influence お よ び そ の role institutions の interpret を line っ た. が lactate and ぼ す influence は, ultraviolet visible 収 absorption spectrometry, isothermal titration カ ロ リ メ ト リ ー (ITC) method, フ ラ ッ シ ュ フ ォ ト リ シ を ス method with い て adjustable べ た. Lactic acid added に よ り, acid combined with speed constant K_ (obs > は 単 quantity body CaeSS2 で は variations change し な か っ た が, ホ モ を 6 quantity body formation す る CaeSS3 で は big き く な っ た. Hc と lactic acid の interaction を ITC に よ り adjustable べ た results, 単 quantity body CaeSS2 は lactic acid と combining し な か っ た が, CaeSS3 の ホ モ 6 quantity body と combining し た. の above results お よ び yesterday annual の results よ り, the amount of lactic acid は Hc more body と combining し four structural variations change を induced す る こ と に よ り K_ (obs > が raised plus す る と speculation さ れ た. The 6-volume structure ユニット1 ら ら ら form るPanulirus interruptus Hc, the 6-volume structure ユニットがそれぞれ2 <s:1> ある <s:1> <s:1> 4 <e:1> set まったCarcinus aestuarii HcとUpogebia pusilla Hc を compare し た と こ ろ, acid combined with speed に す seaborne る lactic acid added の influence は Upogebia pusilla Hc で も most big き く, Panulirus interruptus で も most small さ か っ た.

项目成果

Photocontrol of spatial orientation and DNA cleavage activity of copper(II)-bound dipeptides linked by an azobenzene derivative.

• DOI: 10.1021/ic8007443
• 发表时间: 2008-05
• 期刊: Inorganic chemistry
• 影响因子: 4.6
• 作者: H. Prakash;A. Shodai;H. Yasui;H. Sakurai;S. Hirota

Structural Origin for the Bohr Effect in Arthropod Hemocyanin

节肢动物血蓝蛋白玻尔效应的结构起源

• 发表时间: 2009
• 作者: Shun Hirota;Takumi Kawahara;Mariano Beltramini;Paolo Di Muro;Richard S. Magliozzo;Jack Peisach;Linda S. Powers,Naoki Tanaka;Satoshi Nagao;Luigi Bubacco
• 通讯作者: Luigi Bubacco

レーザーフラッシュフォトリシス法による節足動物由来ヘモシアニンのアロステリック効果の研究

激光闪光光解法研究节肢动物血蓝蛋白的变构效应

• 发表时间: 2008
• 作者: 田中直輝;廣田俊(他5名;7番目)
• 通讯作者: 7番目)

節足動物由来ヘモシアニンの酸素結合挙動に対するpHおよび乳酸の影響

pH和乳酸对节肢动物血蓝蛋白氧结合行为的影响

• 发表时间: 2009
• 作者: 廣田俊(他7名;1番目)
• 通讯作者: 1番目)

Regulating copper-binding affinity with photoisomerizable azobenzene ligand by construction of a self-assembled monolayer.

• DOI: 10.1002/anie.200902048
• 发表时间: 2009-08
• 期刊: Angewandte Chemie
• 作者: I. Takahashi;Yuichiro Honda;S. Hirota