フラビン蛋白による電子移動およびエネルギー産生機構の研究

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生体内におけるフラビン分子の主な役割は電子移動への介在である。この特性は蛋白との相互作用により修飾をうけ、その結果フラビン分子の多様な機能の発現が可能となる。従って電子移動の機構を論ずる基礎として蛋白・フラビン相互作用の研究は重要である。本研究では鶏卵白より分離精製したリボフラビン結合蛋白(RBP)とフラビンとの相互作用について分光学的に検討した。リボフラビン(Rf)のRBPに対する結合定数および結合速度定数はFMN3ーカルボキシメチルリボフラビン(CMRf)に比べ大きく、またその値はpH6〜9の範囲でpHおよびイオン強度に依存せず一定であった。一方CMRfとFMNの場合これらの定数はpHの低下(pH9→6)およびイオン強度の増加とともに増大した。また解離速度定数に関しては三者ともpH(9ー6)にもイオン強度にも依存せず一定であった。pH6ー9の範囲でRBP、CMRf、FMNは負電荷を持つこと、またRfは電荷を持たない事、さらにイオン強度の増加は静電相互作用を暖和する事を考慮すると上記の実験結果は以下の事を示すものである。即、負電荷をもつCMRfとFMNはRBPの負電荷により静電反発をうけ、電荷を持たないRfに比べ小さい結合定数を与える。またこの静電反発による結合定数への影響は結合速度定数を通じて発現され、解離速度定数には影響がなかった。なおFMNの場合、結合速度定数を小さくする因子としてリン酸基の立体障害も存在し、FMNの解離速度定数がRfのそれに比し大きいのはこの因子による。