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ヘムオキシゲナーゼの結晶解析によるヘム分解反応及び酸素活性化機構の解明

通过血红素加氧酶的晶体分析阐明血红素分解反应和氧活化机制

基本信息

批准号：
11169240
负责人：
野口正人
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Kurume 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 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

ヘムオキシゲナーゼ(HO)はO_2とNADPHの還元力を利用してヘムをα特異的に開裂し、ビリベルジン、鉄、COを生成する。本研究ではC末端の膜結合ドメインを除いた短縮型ラットHO-1の大腸菌での発現系を確立し、阪大大学院福山研との共同研究によりヘムとの複合体の結晶構造を決定した。HO-1は8本のα-ヘリックスより成る。ヘムは2つのヘリックス(A、F)に挟まれており、両ヘリックスはヘムの近くで大きく曲がっていた。近位ヘリックス(A)には予測されたようにHis25が存在していたが、遠位ヘリックス(F)には極性アミノ酸が存在せず、最も近いアミノ酸残基はGly139とGly143であった。これらのGly残基はヘム鉄に結合したO_2と水素結合するのに充分近い。HO反応はP450などと異なりoxyferrylではなくferric peroxideが活性酸素種と考えられている。我々は、主鎖を用いたHOによるO_2活性化のメカニズムを提唱した。HO反応は3段階の酸素添加反応からなるが、第2ステップのヒドロキシヘムからベルドヘムへの転換反応については、O_2のみで起こると主張するグループと、O_2に加えて1e^-の供給が必要であると主張するグループとの対立があった。我々はこの反応がO_2のみで起こり生成されたベルドヘムは2価であることを報告した。これに対して後者から、1e^-の供給なしでヒドロキシヘムから生成されるものはporphyrinが酸化されたporphyrin(Fe^<3+>)π cation radicalであり、O_2酸化物はNa_2S_2O_4によって再還元されてヒドロキシヘムに戻るという反論が出された。確かにNa_2S_2O_4を用いると彼らと同じ吸収スペクトラムが得られたが、正則的なヘム分解が定量的には起こらなかった。同様のことを生理的な還元系であるfp2を用いて行うと、O_2酸化物はベルドヘム特有の吸収像から変化せず、この状態にO_2を通気するとビリベルジンにまで酸化された。

In this paper, the author discusses the utilization of O_2 and NADPH in the production of α-specific cracking, cracking, iron and carbon monoxide. In this study, we established the development system of the C-terminal membrane-bound complex, and determined the crystal structure of the complex by the joint research of Fukuyama Institute of Osaka University. HO-1 8 α- 2. A. F. F. A. F. F. Proximal position: (A) predicted position: His25 is present; distal position: (F) predicted position: His25 is present; proximal position: His25 is present; distal position: His 25 is present; proximal position: His 25 is present; proximal position: His 25 is present; distal position: His 25 is present; distal position: His 25 is present; proximal position: His 25 is present; proximal position: His 25 is present; distal position: His 25 is present; proximal position: His 25 is present; distal position: His 25 is present; proximal position: His 25; distal position: His 25 is present; distal position: His 25; distal position: His 25 is present; distal position: His 25; These Gly residues are sufficiently close to iron binding, O_2 binding and water binding. HO anti-ferryl P450 and oxyferryl ferric peroxide are the active acid species and can be used as additives. The main lock is the key to the O_2 activation. HO reaction: 3-stage acid addition reaction, 2-stage acid addition, 2-stage acid addition, 2-stage reaction, 2-stage acid addition, 2-stage reaction, 2-stage reaction, 2- I'm going to report back to you. In this paper, we discuss the radical reaction of O_2 acid to Na_2S_2O_4 in the reaction of porphyrin(Fe^<3+>) to Na_2S_2O_4 in the reaction of O_2 acid to Na_2S_2O_4 in the reaction of Na_2S_2O_4 to Na_2S_2O_4 in the reaction of O_2 acid to Na_2S_2O_4 in the reaction of Na_2S_2O_4 to Na_2S_2O_4 in the reaction of Na_2S_2O_4 and Na_2O_4 in the reaction of Na_2S_2O_4 to Na_2S_2O_4. Na_2S_2O_4 can be used in the same way as Na_2S_2O_4. In the same way, in the physiological system, FP2 is used in the process of oxidation, O2 is acidified in the process of oxidation, O2 is used in the process of oxidation, and O2 is used in the process of oxidation.