共鳴ラマン分光法を用いたアレンオキサイド合成酵素の反応機構の解明

使用共振拉曼光谱阐明丙二烯氧化物合酶的反应机制

• 批准号: 04J02309
• 负责人: 當舎 武彦
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: National Institutes of Natural Sciences Okazaki Research Facilities
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J02309/
• 关键词: アレンオキサイド合成酵素; 共鳴ラマン; チトクロムP450c21; 不安定中間体; 金属錯体; フェリチン; 酵素反応機構; ヘム; カタラーゼ; チトクロムP450; アロマターゼ; 低温ラマン測定

本年度は、一年次および二年次に得られた結果の成果報告を中心に研究に従事した。その結果、「11.研究発表」に示すとおり、珊瑚由来アレンオキサイド合成酵素((AOS)の構造機能相関に関する研究結果を米国生化学会誌であるThe Journal of Biological Chemistry誌に発表できた。また、同じくヘム酵素であるチトクロムP450アロマターゼ(P450arom)の研究に関しても、米国化学会誌であるBiochemistry誌に発表することができた。その他、国内外問わず行ってきた金属錯体を用いた金属酵素モデルの研究に関しても、世界の一流ジャーナルに結果を報告することができた。研究成果の報告に加え、cAOSの研究に関しては、種々の変異体を作成、機能および構造評価を行ったところ、ヘムの近傍に存在するアスパラギン137がcAOS固有の酵素機能に必須であることを見出した。本結果は、cAOSにおいて未だ未解明である酵素反応機構を理解するために極めて重要な結果である。昨年度から着手しはじめたヘム酵素であるチトクロムP450c21(P450c21)の研究においては、不安定反応中間体である酸素体の共鳴ラマン測定に成功し、鉄に配位した酸素分子の環境が基質の構造に敏感であることを発見した。本結果は、P450における酸素の活性化メカニズムを理解するうえで、有用なデータであり、現在、速報の形で投稿論文を作成中である。また、本年度は、米国・オークランド子供病院研究所のElizabeth C.Theil教授の研究室に赴き、金属蛋白質の発現方法について学ぶとともに、非ヘム鉄蛋白質における酸素との反応機構に関する研究も行った。実際には、鉄貯蔵蛋白質であるフェリチンの鉄取り込み機構に関する研究を行い、フェリチンに特有な鉄の配位子の鉄取り込み過程における役割を提案することができた。以上、本年度は、研究計画にあげたcAOSの酵素反応機構の解明だけにとどまらず、多岐にわたる研究対象に対し、それぞれ有意義な結果を得ることができた。

This year's annual report on the results of research The results of this study are presented in "11. Research Report" and published in The Journal of Biological Chemistry, Journal of American Biochemical Society. P450arom is the first enzyme to be developed by Biochemistry in the United States. The results of the study of metalloenzymes used in the study of metalloenzymes are reported in the world. The report of the research results is added, and the research on cAOS is related to the creation of different enzymes, the evaluation of functions and structures, the existence of nearby enzymes, and the necessary functions of cAOS. The results are extremely important for understanding the enzyme reaction mechanism. The study of enzyme P450c21 (P450c21) was carried out in the past year, and the resonance analysis of unstable reaction intermediate and acid molecule was successfully determined. The structure of iron ligand and acid molecule was sensitive to the structure of matrix. The results of this study include: P450, activation of acid, understanding, usefulness, and preparation of papers. This year, the research team of Professor Elizabeth C.Theil of the Institute of Medical Science and Technology of the United States of America, the research team of the Institute of Medical Science and Technology of the United States of America, the research team of the Institute of Medical Science and Technology of the United States of Medical Science and Technology of the United States of America, the Institute of Medical Science and Technology of the United States of America, the Institute of Medical Science and Technology of the Institute of the United States of Medical Science and Technology of the United States of America, the Institute of Medical Science and Technology of the United States In fact, the iron storage protein, iron extraction mechanism related research, iron extraction process specific to iron ligands, iron extraction mechanism related research, iron extraction mechanism related research, iron extraction mechanism related research This year's research plan is to find out what the enzyme reaction mechanism of cAOS is and what the results are.

项目成果

Synthesis and Reactivity of (μ-η2 : η2-Peroxo)dicopper(II) Complexes with Dinucleating Ligands : Hydroxylation of Xylyl Linker with a NIH Shift

(μ-η2 : η2-Peroxo) 二铜 (II) 与双核配体配合物的合成和反应性：二甲苯连接基的 NIH 位移的羟基化

• 发表时间: 2007
• 期刊: J. Organometal. Chem. 692-1-3
• 作者: T.Matsumoto;M.Suzuki;et al.
• 通讯作者: et al.

A Mononuclear Alkylperoxocopper(II)Complex as a Reaction Intermediate in the Oxidation of the Methyl Group of the Supporting Ligand

单核烷基过氧铜(II)配合物作为支持配体甲基氧化反应中间体

• 发表时间: 2006
• 期刊: Angewandte Chemie International Edition 45・
• 作者: M.Mizuno;M.Suzuki;et al.
• 通讯作者: et al.

Oxidizing intermediates from the sterically hindered iron salen complexes related to the oxygen activation by nonheme iron enzymes

• DOI: 10.1021/ic051377e
• 发表时间: 2005-10-31
• 期刊: INORGANIC CHEMISTRY
• 影响因子: 4.6
• 作者: Kurahashi, T;Kobayashi, Y;Fujii, H
• 通讯作者: Fujii, H

Regioselective Arene Hydroxylation Mediated by a (μ-Peroxo)diiron(III) Complex : A functional Model for Toluene Monooxygenase

(μ-Peroxo)diiron(III) 复合物介导的区域选择性芳烃羟基化：甲苯单加氧酶的功能模型

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of American Chemical Society 129
• 作者: M.Yamashita;H.Furutachi;T.Tosha;S.Fujinami;W.Saito;Y.Maeda;他
• 通讯作者: 他

Raman evidence for specific substrate-induced structural changes in the heme pocket of human cytochrome P450 aromatase during the three consecutive oxygen activation steps.

在三个连续的氧活化步骤中，人细胞色素 P450 芳香酶血红素口袋中特定底物诱导的结构变化的拉曼证据。

• DOI: 10.1021/bi060094a
• 发表时间: 2006
• 期刊: Biochemistry
• 影响因子: 2.9
• 作者: Tosha,Takehiko;Kagawa,Norio;Ohta,Takehiro;Yoshioka,Shiro;Waterman,MichaelR;Kitagawa,Teizo
• 通讯作者: Kitagawa,Teizo