末端酸化酵素の先祖酵素としてのNOリダクターゼの分子構造・鉄結合部位・反応

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Paracoccus halodenitrificansから膜結合性の一酸化窒素還元酵素(NOリダクターゼ)を精製しその分子構造・鉄結合部位・反応について検討した。分子構造に関わる成果として、構造遺伝子norCおよびnorBに加えて、下流域にコードされているnorQおよびnorDの塩基配列を決定した。norQおよびnorDが必須でありATP結合部位を有することから、これらはNORが高次構造を形成する上で不可欠なタンパクであると結論した。norCについては大量発現に成功したが、norBについては今なお模索中である。構造遺伝子から得た高次構造モデルからは、反応に必要と思われるプロトン輸送経路を見いだした。そして、分子進化論的見地から、NOリダクターゼから末端酸化酵素への分子進化の過程において、反応部位への配位グループの変更とプロトンポンプ経路の構築が必須であったことを明らかにした。ついで、反応部位について詳細な知見を得るためにNOリダクターゼに対して、分光学的にアプローチした。現在のところ直接的な証拠は得ていないが、NOの結合および反応部位である高スピンヘムbと非ヘム部位には休止状態においてはヒドロキシル基がブリッジしており、還元状態になると、このブリッジがはずれて、近位ヒスチジンが配位することがわかった。しかしながら、NOリダクターゼに摂動を与えても、現在のところ非ヘム鉄を分光学的および磁気的に直接測定することには成功しておらず、さらに詳細な検討が必要である。