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Ni-Fe金属中心の構造化学的研究

Ni-Fe金属中心的结构化学研究

基本信息

批准号：
11116214
负责人：
樋口芳樹
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

[NiFe]ヒドロゲナーゼの活性部位における水素分解の反応機構を解明するために,水素の競争阻害剤である一酸化炭素(CO)とヒドロゲナーゼの複合体のX線結晶構造解析を行った.この酵素はNi-Fe活性部位に4本の非アミノ酸配位子を持ち,それらは(SO,CO,CN,S)と同定されている.このようにヒドロゲナーゼは金属配位子としてひとつのCO分子を持っているが,外からさらにCOを与えるとそれは可逆的な活性阻害剤となる.赤外吸収分光法や電子スピン共鳴分光法などの分光学的な研究からCO分子は活性中心のNi原子やFe原子と強い相互作用をしており,これらの金属原子に直接配位(あるいはそのすぐ近くに結合)することが示唆されていた.そこでCO原子により水素分解が妨げられることから,CO結合型の超高分解能X線結晶構造解析を行えば,通常のX線結晶解析では同定の難しい水素原子の初期吸着位置をCO分子の結合位置から推定することを本目的とした.COとヒドロゲナーゼの複合体のX線結晶構造解析の結果,外から導入したCO分子はFe原子ではなく,Ni原子に配位していることが証明された.また,その活性中心には反応中の水素分子と思われる電子密度が残っており,これは今後の動的X線回折実験による反応機構の完全解明の可能性を示すものである.さらにCO結合型の構造中には,かなりの数の水素原子によると見られる電子密度が現れており,それらを同定中した.また、CO結合型のヒドロゲナーゼが480nmあたりに吸収を示すことを見いだした。これから,共鳴ラマン分光法によりCOの結合状態についての情報を得ることに成功した.

X-ray crystallographic analysis of the complex of carbon (CO) and iron (Fe) in the active site of [NiFe] alloy. The enzyme has four active sites of Ni-Fe, and the four active sites of Ni-Fe have four active sites of Ni-Fe. CO molecule is a reversible active inhibitor. A study on the interaction between Ni atom and Fe atom in CO molecule and active center by infrared absorption spectroscopy, electron resonance spectroscopy and spectroscopy. Therefore, since the decomposition of water is hindered by CO atoms, the ultra-high decomposition energy X-ray crystal structure analysis of the CO binding type has been carried out. Usually, it is difficult to determine the initial adsorption position of the water atom from the binding position of the CO molecule. For this purpose, the X-ray crystal structure analysis of the complex of CO and Nedrogata shows that the CO molecule introduced from the outside is not affected by the Fe atom. Ni atom coordination is proved. The electron density of water molecules in the active center of the reaction system remains high, and the possibility of complete elucidation of the reaction mechanism in the future is shown. The electron density of the CO binding structure is constant. The absorption wavelength of CO binding type is 480nm. The resonance spectroscopy method is successful in obtaining the information of CO binding state.