| 研究課題名 | 結晶構造に基づくヘムオキシゲナーゼによるヘム分解機構の検討 |
| レコードタイプ | 研究実績報告 |
| 報告年度 | 2005 |
| 研究期間 | 2003-2005 |
| 研究課題番号 | 15590260 |
| 研究代表者 | 野口 正人 (ノグチ マサト) 久留米大学・医学部・教授 |
| 研究代表者番号 | 10124611 |
| 研究機関 | 久留米大学 研究機関番号：37104 |
| 研究分担者 | 東元 祐一郎
(ヒガシモト ユウイチロウ)
久留米大学・医学部.
講師
(40352124)
坂本 寛 (サカモト ヒロシ) 九州工業大学・情報工学部. 助教授 (70309748) |
| 研究種目 | 基盤研究(C) 研究種目コード：320 |
| 審査区分 | 一般 区分コード：03 |
| 研究分野[3] | 医化学一般 研究分野コード：6905 |
| キーワード | 蛋白質 / 酵素 / 有機化学 / 生体分子 |
| 研究概要 | ヘムオキシゲナーゼ(HO)は,基質であるヘムが自触的にO_2を活性化し3段階の酸素添加反応(ヘム→α-ヒドロキシヘム→ベルドヘム→ビリベルジン)によってヘムを開環しビリベルジン・Fe・COを生成する。我々は,平成17年度,HO反応について次の2点を明らかにした。(1)シトクロムP450還元酵素(CPR)からの電子伝達経路を探るためにFMN欠失CPRを作成し,HOによるヘムおよびベルドヘムの分解を比較検討した。FMN欠失CPRは,ヘムからの分解を全くサポートしなかったが,ベルドヘムはビリベルジン鉄キレートまで分解された。このことから,HO反応の最初の電子はFMNから供給されるが,ベルドヘムのビリベルジン鉄キレートへの転換反応には,FADあるいはNADPHから直接電子が供給されうるという,dual electron pathwayの存在が示唆された。(2)酸化型および還元型α-ヒドロキシヘムの分解反応のO_2依存性をストップトフローで検討した。酸化型α-ヒドロキシヘムは,中性pH(pH7.4)では,O_2と4x10^5 M^<-1>s^<-1>の速度常数で反応した。pH6.5では速度常数が2.8x10^5 M^<-1>s^<-1>に下がるので,酸化型では,π-neutral radical型が直接O_2の攻撃を受けるものと考えられた。還元型α-ヒドロキシヘムの反応では,還元型のベルドヘムが生成されたが,その反応は815nmに吸収を示す新しい中間体が関与する2相性反応であった。この2段階反応の速度常数はそれぞれ68と145s^<-1>であった。この結果は,α-ヒドロキシヘムのベルドヘムへの転換反応が,α-ヒドロキシヘムの還元速度よりもはるかに速いことを考慮すると,生体内では,酸化型α-ヒドロキシヘムが還元されるのに先んじて,酸化型α-ヒドロキシヘムがベルドヘムに分解されているものと考えられた。 |
| 発表文献 | 坂本 寛：
"ヘムオキシゲナーゼの立体構造から見た反応機構"
生化学みにれびゅー 77・7.
634-638
(2005)
原田 沙織： "ヒトペプチドC末端アミド化酵素-2頭酵素としての発現システムの検討および精製酵素の性質-" 久留米医学会雑誌 68・7. 187-200 (2005) Goro Kikuchi： "Heme oxygenase and heme degradation" BBRC 338. 558-567 (2005) Hiroshi Sakamoto： "A Kinetic study of the mechanism of conversion of α-hydroxyheme to verdoheme while bound to heme oxygenase" BBRC 338. 578-583 (2005) Niiyama S： "Neuroprotective mechanisms of lidocaine against in vitro ischemic insult of the rat hippocampal CA1 pyramidal neurons" Neurosci Res. 53・3. 271-278 (2005) 井上浩義： "基礎医学・生物系の同位体実験-放射性同位体・安定同位体・X線結晶解析の基礎-" 慧文社. 120 (2005) |