金属置換によるマルチ銅酸化酵素の活性中心の解明

通过金属取代阐明多铜氧化酶的活性中心

基本信息

批准号：
63540487
负责人：
櫻井武
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ウルシラッカーゼ、ウシセルロプラスミン、きゅうりアスコルビン酸(ビタミンC)酸化酵素のタイプICuをHgまたはAgに選択的に置換することに成功した。そして、主としてEPRスペクトルを用いて、タイプII、IIICuの配位グループが2〜3個のヒスチジンイミダゾール基であることを明らかにした。次いで、ラッカーゼのタイプII、タイプIIICuサイトをCo(II)に置換することに成功し、MCD(磁気円二色性)スペクトルから、タイプII、IICu結合部位の立体構造が大きく4面体的なひずみを伴っていることを明らかにした。また、タイプII、IIICuサイトは若干配位子場の強さが異なっていることがわかった。さらにこのCo(II)置換を通じて、マルチ銅酸化酵素のタイプIIICuサイトは軟体動物や節足動物のO_2運搬体であるヘモシアニンや微生物、カビなどに広く含まれるチロシナーゼの活性中心と極めて類似性の高いことが示された。以上のような金属置換の研究によってタイプIIサイトとタイプIIIサイトは空間的にも極めて近接しており、タイプIICuの存在がタイプIIICuの酸化状態や反応性などに強く影響し、コントロールする働きもあることが明らかとなった。これは最近いまさらのように主張される集積反応場において協同効果が極めて巧妙に現われる例であって、生体系が如何に上手にこのような協同効果を生みだしているかという手本になると考えられる。今後はさらに多様な金属ハイブリッド酵素が作られれば、反応メカニズムの解明につながることが期待される。また、アスコルビン酸酸化酵素の一次構造は別のグループによって読みとられたので、今後は大腸菌に発玖させる研究展開が期待される。

我们成功地用汞或银选择性地取代了 ICu 型漆酶、牛铜蓝蛋白和黄瓜抗坏血酸（维生素 C）氧化酶。主要利用EPR光谱，我们发现II型和IIICu的配位基团是2到3个组氨酸咪唑基团。接下来，我们成功用Co(II)取代了漆酶的II型和IIICu型位点，从MCD（磁圆二色性）光谱中我们发现II型和IICu结合位点的三级结构较大，呈四面体结构。据透露，他的陪同人员。此外，还发现II型和IIICu位点之间的配体场强度略有不同。此外，通过这种Co(II)取代，多铜氧化酶的IIICu型位点与软体动物和节肢动物中的O_2载体血蓝蛋白以及广泛存在于微生物中的酪氨酸酶的活性中心具有高度相似性和真菌。上述金属取代研究表明，II型和III型位点在空间上非常接近，并且IICu型的存在强烈影响和控制IIICu型的氧化态和反应性。这是最近提倡的集成反应领域中极其微妙的协同效应的一个例子，被认为可以作为生物系统如何巧妙地产生这种协同效应的模型。未来，如果创造出更多样的金属杂化酶，预计这将有助于阐明反应机制。此外，抗坏血酸氧化酶的一级结构已由另一组确定，因此预计未来的研究将将该酶开发到大肠杆菌中。