酸化還元タンパク質の有する電子伝達機構の解明と光水素発生への応用

阐明氧化还原蛋白的电子传递机制及其在光氢生成中的应用

• 批准号: 02J06531
• 负责人: 朝倉 則行
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J06531/
• 关键词: チトクロームc3; EQCM; 分子間相互作用; 電子移動反応; 酸化還元タンパク質; 水晶振動子マイクロバランス; チトクローム; ビオローゲン

申請研究で用いるチトクロームc3は1分子あたり4つのヘムを有するヘムタンパク質であり、ヒドロゲナーゼの生体内基質として電子伝達を行っている。チトクロームc3は、水素発生反応に必要な電子2個を伝達していると考えられており、複数の電子を受容、貯蔵、選択的供与する制御機構に興味が持たれている。本申請研究の目的は、チトクロームc3の上記のような電子伝達制御機構に着目し、その機構を速度論的手法により分子レベルで明らかにすることである。また、チトクロームc3の電子伝達制御機能を利用し、高効率な光水素発生反応系の構築を目指す。これまでの申請者の研究から、光水素発生反応において、人工の光捕集系と酵素ヒドロゲナーゼ間の電子伝達が反応効率を支配することが明らかとなっている。したがって、電子伝達制御機構を保持しつつ人工の光捕集系から電子を容易に受容できる機能をチトクロームc3に付与することができると飛躍的に光水素発生反応の効率が上昇すると考えられる。チトクロームc3と酵素ヒドロゲナーゼとを組み合わせた光水素発生反応系の構築を行うために、チトクロームc3の酸化還元反応に伴うヒドロゲナーゼとの分子間相互作用を調べた。まず、電気化学的な酸化還元反応と水晶振動子マイクロバランス法を組み合わせた測定システムを構築し、分子レベルで電子伝達制御機構の解析を行った。電子伝達機構の解析結果をもとに、光水素発生系を構築し、反応の速度論的解析を行い、高効率な反応系を構築できた。

Application research で with い る チ ト ク ロ ー ム c3 は 1 molecular あ た り 4 つ の ヘ ム を have す る ヘ ム タ ン パ ク qualitative で あ り, ヒ ド ロ ゲ ナ ー ゼ の born in vivo substrate と し electronic line 伝 da を っ て て い る. チ ト ク ロ ー ム c3 は, water element 発 応 に necessary な electronic 2 を 伝 da し て い る と exam え ら れ て お り, plural の を electron, storage 蔵, sentaku for and す る system royal institution に tumblers が hold た れ て い る. The purpose of this application research の は, チ ト ク ロ ー ム c3 の is written の よ う な electronic 伝 imperial institutions making に mesh し, そ の institutions を speed theory of に よ り molecular レ ベ ル で Ming ら か に す る こ と で あ る. ま た, チ ト ク ロ ー ム c3 の electronic 伝 of suppression function を な し, high working rate by using light water is born 発 anti 応 の build を refers す. こ れ ま で の applicants の research か ら, light water element 発 応 に お い て, artificial の light capture と enzyme ヒ ド ロ ゲ ナ ー ゼ の between electronic 伝 da が anti 応 sharper rate を dominate す る こ と が Ming ら か と な っ て い る. し た が っ て, electronic 伝 royal institution を keep making し つ つ artificial の light capture system か ら electronic を susceptible に let で き る function を チ ト ク ロ ー ム c3 に give す る こ と が で き る と leap に light water element 発 anti 応 の sharper rate rising が す る と exam え ら れ る. チ ト ク ロ ー ム c3 と enzyme ヒ ド ロ ゲ ナ ー ゼ と を group み close わ せ た light water is born 発 anti 応 の line build を う た め に, チ ト ク ロ ー ム c3 の acidification and yuan against 応 に with う ヒ ド ロ ゲ ナ ー ゼ と の intermolecular interactions を adjustable べ た. ま ず, electricity 気 chemical な acidification is yuan against 応 と crystal oscillator マ イ ク ロ バ ラ ン ス を group み close わ せ た determination シ ス テ ム を build し, molecular レ ベ ル で electronic 伝 imperial institutions making line analytical を の っ た. Electronic 伝 of institutions の analytical results を も と に, light water element 発 raw を build し, anti 応 の speed theory of analytic line を い, high rate of unseen な anti 応 を build で き た.

项目成果

Noriyuki Asakura, Toshiaki Kamachi, Ichiro Okura: "Application of electrochemical quartz crystal microbalance tee technique to direct monitoring of cytochrome c3 function as the electron pool during intermolecular electron transfer."Anal Biochem.. 314(1).

Noriyuki Asakura、Toshiaki Kamachi、Ichiro Okura：“应用电化学石英晶体微天平 Tee 技术直接监测细胞色素 c3 在分子间电子转移过程中作为电子池的功能。”Anal Biochem.. 314(1)。

朝倉則, 蒲池利章, 大倉一郎: "Application of electrochemical quartz crystal microbalance technique on direct monitoring of cytochrome c_3 function as the electron pool during intermolecular electron transfer"Analytical Biochemistry. 314. 153-157 (2003)

Nori Asakura、Toshiaki Kamachi、Ichiro Okura：“电化学石英晶体微天平技术在直接监测细胞色素 c_3 在分子间电子转移过程中作为电子池的功能的应用”分析生物化学。 314. 153-157 (2003)。