金属酵素およびそのモデル錯体の加圧下溶液内での電子移動機構

压力下溶液中金属酶及其模型配合物的电子转移机制

基本信息

批准号：
05453040
负责人：
永澤明
金额：
$ 4.67万
依托单位：
Saitama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.金属酵素として,脱窒素細菌(Achromobacter cycloclastes IAM 1013)からブルー銅蛋白質シュードアズリン(以下pAz)を単離し,還元剤により還元型pAz^1にして精製した.紫外可視吸収や電子常磁性共鳴法により,純度を確認した.2.電子移動反応の相手となりうる遷移金属錯体を各種合成して,予備的に酸化還元の実験を行った.その結果,[Co(phen)_3]^<3+>(phen:1,10-フェナントロリン)を酸化剤として用いることとした.3.水溶液内での金属酵素と遷移金属錯体の電子移動反応による紫外可視吸収変化をストップトフローラピッドスキャン分光測定装置により調べた.生成する酸化型pAz^<II>の吸収極大594nmでの吸光度増大を測定し,反応速度を求めた.典型的な金属錯体過剰の擬一次条件(25℃,pH7.0,I=0.3M,リン酸緩衝溶液)で,半反応時間は0.2-0.8s,二次速度定数はk_<ox>=6.2x10^2M^<-1>s^<-1>であった.緩衝電解質の陽イオンをカリウムからナトリウムに替えると速度定数も変化した.4.溶液に49MPaまで加圧し,速度の圧力依存性を調べた.速度定数は加圧により減少した.活性化体積は大きい正の値(約+40cm^3で),活性錯合体は原系と比べて大きい体積をもつことが推定された.5.pAzは中性水溶液内で正の表面電荷をもつ.金属酵素と金属錯体の陽イオンどうしの活性錯合体が形成されるとき,陰イオンが相互作用してその形成を助けることが必要であることがわかった.そのための脱溶媒和が正の活性化体積として観測されると考えられる.6.対照となる鉄を含む金属酵素チトクロームcの[Co(phen)_3]^<3+>による酸化と[Fe(CN)_6]^<4->による還元についても同様の測定を行い,それぞれほぼOおよび負の値をもつ活性化体積を得た.これらの知見はいずれも,金属酵素の反応において,接触部位近傍の表面電荷や周辺のイオン雰囲気の影響が重要であることを示している.

1. 作为金属酶，反硝化细菌（Achromobacter cycloclastes IAM从1013中分离出蓝铜蛋白pAz^1，并使用还原剂纯化为还原形式pAz^1，通过紫外-可见吸收和电子顺磁共振确认纯度。可以作为交易对手我们合成了多种配合物并进行了初步的氧化还原实验。结果表明[Co(phen)_3]^<3+>(phen:1,10-菲咯啉)可以作为氧化剂。 3.金属酶和过渡金属。水溶液中的配合物使用停流快速扫描光谱仪研究由于体内电子转移反应引起的紫外可见吸收的变化。测量生成的氧化 pAz^<II> 最大吸收 594 nm 处吸光度的增加，以确定典型金属配合物的反应速率。准一级条件下（25℃，pH7.0，I=0.3M，磷酸盐缓冲液）过量，半反应时间为0.2-0.8s，二阶速率常数k_<ox>= 6.2x10^2M^< -1>s^<-1>。缓冲电解质的阳离子为当用钠代替钠时，速率常数也发生变化。4.将溶液加压至49MPa，并研究速率常数随着加压而降低，活化体积具有较大的正值（约+40cm）。 ^3)，将活动复合体与原始系统进行比较。 5. pAz在中性水溶液中具有正表面电荷，当金属酶的阳离子与金属络合物之间形成活性络合物时，需要与阴离子相互作用并帮助其形成；据认为，为此目的的去溶剂化被观察为正活化体积。 6.作为对照的[Co(phen)_3]^<3+>对含铁金属酶细胞色素c的氧化和[Fe(的返回)。 CN)_6]^<4->对基体也进行了类似的测量，分别得到了大约为O和负值的活化体积。这些发现表明，在金属酶反应中，接触位点附近的表面电荷和周围的离子气氛是影响重大。