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酸素・電子滴定とESR分光によるヘムオキシゲナーゼ反応の再検討と結晶構造の解析

使用氧/电子滴定和 ESR 光谱重新检查血红素加氧酶反应和晶体结构分析

基本信息

批准号：
10129229
负责人：
野口正人
金额：
$ 1.02万
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：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10129229/
关键词：
ヘムオキシゲナーゼヘム分解機構ベルドヘム α-ヒドロキシヘム

项目摘要

ヘムオキシゲナーゼ(HO)はヘム分解経路において中心的役割を果たす膜結合型ミクロソーム蛋白質である。NADPHチトクロームP-450還元酵素存在下、HOに結合したヘムはα-メソ位の水酸化を受けα-ヒドロキシヘムとなり、次にCOの遊離を伴ってベルドヘムが形成され、最後に環開裂が起こりビリベルジンまで分解されるが、反応中間過程で必要とされる電子当量および中間体の磁気的性質については議論がある。今回、ラットHO-1からC末端22残基の膜結合部位を除いた可溶性HOを用いてヘム-およびα-ヒドロキシヘム-HO複合体を調製し、様々な条件のもと電子・酸素滴定を行い、その吸収スペクトルとESRスペクトル変化をもとにベルドヘム生成過程を検討した。好気条件ではヘムは約3当量のNADPHによりビリベルジンにまで分解されることがわかった。次にα-ヒドロキシヘムを化学合成し、HOとの複合体を形成させ、ESRスペクトルを測定したところ、α-ヒドロキシヘムはFe(III)high spin体とFe(II)π neutral radical体の共鳴混成状態にあることがわかった。このradicalのシグナルは5Kにおいてマイクロ波強度1mW〜10mWで飽和した。厳密な嫌気条件下α-ヒドロキシヘム-HO複合体に酸素を徐々に添加したところ、酸素1.0当量を消費した時点でスペクトル変化は止まり、CO結合型および非結合型Fe(II)ベルドヘムの生成がみたれた。また、時間経過とともにCOの解離も観測された。このベルドヘムはCO再添加により完全にCO結合型に変換した。CO結合型および非結合型はいずれもESR-si1entであり、Fe(II)ベルドヘムの生成を裏付けた。また、K_3[Fe(CN)_6]添加によって生じた酸化体はFe(III)low spin typeのESRシグナルを示した。以上の結果から、ベルドヘム生成機構について、πradical体が酸素と反応してCO結合型ベルドヘムが形成され、この反応には電子の供給を必要とそないことが明らかになった。

The membrane binding protein is the most important protein in the protein chain. In the presence of NADPH receptor P-450 reducing enzyme, HO binding, α-deacidification, secondary CO dissociation, formation, final ring cleavage, electron equivalence, and magnetic properties of intermediates are discussed. In this paper, the membrane binding site of HO-1 and C-terminal 22 residues was removed, the soluble HO was used, and the α-terminal HO complex was modulated, and the conditions for electron titration, absorption and ESR selection were discussed. Under favorable conditions, the reaction time is about 3 equiv. of NADPH. The chemical synthesis of α-Fe(III), the formation of HO complexes, the determination of ESR spectra, the determination of Fe(III), Fe(II)π neutral radical and the resonance state of Fe(III). This radical wave is 5K and the intensity is 1mW ~ 10mW. Under high density conditions, α-Fe(II) complexes were formed by adding 1.0 equivalents of Fe(II) to α-Fe(II) complexes. The time limit is zero. This is the first time that the CO has been added to the system. CO binding type and non-binding type are different from each other in terms of ESR-si1ent and Fe(II). K_3[Fe(CN)_6] is added to form an acid complex, and the ESR of Fe(III)low spin type is shown. The above results show that the formation mechanism of the radical group is necessary for the formation of the radical group and the electron supply.