酸化環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反応への応用

阐明氧化环蛋白的电子传递机制及其在光氢生成反应中的应用

基本信息

批准号：
04J11878
负责人：
朝倉則行
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology (2005)University of Tsukuba (2004)
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 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本申請研究の目的は、チトクロームc_3の電子伝達制御機構に着目し、その機構を分子レベルで明らかにすることである。17年度の研究計画にしたがい、チトクロームc_3の電子受容と貯蔵機構の解明をおこなった。電子伝達制御機構を解明するために、電気化学測定法とナノグラム秤量法(水晶振動子マイクロバランス法)を組み合わせた測定法の開発を行った。さらに、開発した測定システムを応用し、酸化還元物質メチルビオローゲンの挙動を解析した。その結果、電子移動反応に伴うわずかな分子間相互作用が測定可能であることが明らかとなった。そこで、本測定法を用いて、チトクロームc_3と電子伝達体メチルビオローゲンとの電子移動と共役した分子間相互作用を測定することにより、電子受容と貯蔵機構の解明をおこなった。まず、チトクロームc_3の精製を行った。硫酸還元菌Desulfovibriovulgaris (Miyazaki)から分離精製した。次に、電子伝達体メチルビオローゲン固定化電極を調製した。調製した電極は、電気化学的手法によりキャラクタリゼーションを行った。このメチルビオローゲン固定化電極を用いて、溶液中のチトクロームc_3分子との電子移動と共役した分子間相互作用を測定した。本測定法を用いて、電気化学測定と電極表面の重量測定との同時測定を行った結果、チトクロームc_3は電子を容易に受容するが、電子供与し難いことがわかった。このことから、チトクロームc_3は、受容した電子を貯蔵する機構、電子プール機構を有していることが明らかとなった。さらに、チトクロームc_3を固定化した電極を用いて、酵素ヒドロゲナーゼとの反応の解析を行ない、その知見に基づき、光水素発生反応系の構築を行った。

这项申请研究的目的是关注细胞色素C_3的电子转移控制机制，并在分子水平上阐明其机制。遵循2017年的研究计划，我们阐明了细胞色素C_3的电子接受和存储机制。为了阐明电子传递控制机制，我们开发了一种测量方法，该方法结合了电化学测量和纳米图称重（Quartz Crystal Microbalance方法）。此外，通过应用开发的测量系统分析了氧化还原物质的行为。结果，已经揭示了可以测量与电子转移反应相关的轻微分子间相互作用。因此，使用这种测量方法，我们测量了细胞色素C_3和电子转运蛋白甲基化学剂之间与电子转移相结合的分子间相互作用，从而阐明了电子的接受和存储机制。首先，纯化了细胞色素C_3。与硫酸盐还原细菌的分离和纯化。接下来，制备了电子传输甲基化学剂固定电极。制备的电极以电化学技术为特征。该甲基化学剂固定电极用于测量与电子转移与溶液中的细胞色素C_3分子结合的分子间相互作用。使用这种测量方法，在电化学测量和电极表面重量测量之间同时进行测量，发现细胞色素C_3很容易接受电子，但很难给出电子。这表明细胞色素C_3具有存储收到的电子和电子池机构的机制。此外，使用细胞色素C_3的电极来分析与酶氢化酶的反应，并根据发现，构建了何种氢化反应系统。