酸素および一酸化窒素のヘムによる活性化に及ぼすチオレート軸配位子効果

硫醇盐轴向配体对血红素诱导的氧和一氧化氮活化的影响

基本信息

批准号：
10129203
负责人：
樋口恒彦
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
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

项目摘要

シトクロムP450の化学において現在解決すべき重要な論点となっているものの一つは、「ヘムの軸配位子チオレートへのペプチド鎖からの水素結合の役割」である。特にP450の特徴である卓越した酸化反応性に与える水素結合の影響は興味が持たれる。そこで、本研究者は、軸配位子効果の研究の一環としてこの観点から、Sに水素結合を有する新規なヘム-チオレート錯体を活性中心モデルとして合成し、その物性、反応性を詳細に検討した。SR錯体の構造にS原子に水素結合を形成し得る位置にアミドのNHをリンカー部分に導入した錯体(SR-HB)を設計し合成を行った。鉄2価のCO錯体の吸光スペクトルは456nmにソーレ帯の極大吸収を有し、2価でチオレート配位が保たれていることが明確に示された。また鉄3価の状態での77KでのEPRスペクトルは、軸配位子がチオレートと特定できる低スピンのシグナルをいずれも与えた。さらにSR-HB錯体のX線結晶構造解析に関しても成功した。NH…S間距離は2.7Åであり水素結合の存在を示した。SR-HB錯体の還元電位はSR錯体より約0.lV正にシフトしており、これはS-NH間に水素結合によりチオレートの鉄原子への電子供与性が低下した結果と考えられる。また、酸素に対する安定性はSR錯体より一段と高まっていた。SR-HB錯体の触媒的酸素活性化能をパーオキシド類を用いて検討をおこなった。反応速度はSR-HB錯体で試みた全てのSR錯体誘導体より酸化を行う触媒の効率が高かった。またこの反応性とFe-S結合の状態とに相関があるのではないかと予測し、現在共鳴ラマンスペクトルで本結合の振動モードについて測定を行っている。

目前细胞色素P450化学中需要解决的重要问题之一是肽链与血红素轴向配体硫醇盐之间氢键的作用。特别值得关注的是氢键对 P450 突出的氧化反应活性的影响。因此，作为轴向配体效应研究的一部分，本研究人员从这个角度出发，合成了一种以S上有氢键为活性中心模型的新型血红素硫醇盐络合物，并对其物理性质和反应活性进行了详细研究。我们设计并合成了一种配合物（SR-HB），其中在SR配合物结构中的连接体部分可与S原子形成氢键的位置处引入酰胺NH。二价CO配合物的吸收光谱在456 nm处具有最大Sole带吸收，清楚地表明硫醇配位保持在二价状态。此外，三价铁态下 77K 的 EPR 光谱给出了低自旋信号，将轴向配体识别为硫醇盐。此外，我们成功分析了SR-HB配合物的X射线晶体结构。 NH...S之间的距离为2.7 Å，表明氢键的存在。 SR-HB配合物的还原电位比SR配合物的还原电位正移约0.1V，这被认为是由于氢导致硫醇盐对铁原子的电子供给能力降低的结果。 S-NH之间的键。此外，对氧的稳定性甚至高于SR复合物。使用过氧化物研究了 SR-HB 复合物的催化氧活化能力。 SR-HB复合物的反应速率高于所有测试的SR复合物衍生物。我们还预测这种反应性与Fe-S键的状态之间可能存在相关性，并且目前正在使用共振拉曼光谱测量该键的振动模式。