活性中心の合成ペプチドーヘム錯体によるPー450の分子構造と反応機構の解明

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哺乳動物の肝臓中に存在するチトクロムPー450の生体モデルとして位置づけられているPseudomonas putidaのチトクロムPー450camの活性中心の化学モデルを合成した。すなわち、システィンー357を含む15個のアミノ酸から成るペプチド(15ーペプチド)を化学合成し、ヘム鉄と反応させ、生理的pHで、電子スペクトル及びESR(電子スピン共鳴)スペクトルを測定し、ヘム鉄ーペプチド錯体の物性を調べた。両スペクトルの結果から、15ーペプチド中に存在するシスティンの硫黄及びヒスチジンのイミゲゾール窒素が同時にヘム鉄の第5及び第6軸位に配位し、環状錯体を生成することが明らかとなった。この錯体が基質酸化活性をもつためには、イミゲゾール窒素が配位しない錯体の形成が望ましいため、より大きなペプチドの大量合成を計画した。合成後のペプチドを高速液体クロマトグラ法で精製する段階になり、精製時に銅イオンが混在することが見られ、研究の展開上大きな障害となり、現在その解決を急いでいる。一方、合成ペプチドを用いるPー450モデルの基質酸化活性を検討するための基礎研究として、チオレートーヘム鉄結合をもつ簡単な化学モデルを用いてオレフィンの酸化反応を検討した。すなわち、電子供与体としてNaBH_4、Pー450モデルとして金属ポルフィリンーシスティン錯体、そしてNaBH_4からPー450モデルへの電子伝達物質としてリボフラビン誘導体を用い、これらを含む系によるシクロヘキセンやシクロオクテンなどの酸化反応を研究した。その結果、この系にアルカリを加え、チオール基をチオレート形にすると、チオレートが金層属ポルフィリンに配位し、この部分で分子状酸素を活性化し、効率よくオレフィンを酸化し、かつ生体類似の反応型を示すことが明らかとなった。このモデル系を中心にして、さらに高機能高選択的Pー450モデルの開発及び反応機構すなわち活性酸素種の同定の検討を現在すすめている。