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。

目前要在细胞色素P450化学中解决的重要问题之一是“从肽链到血红素轴向硫醇酯的氢键的作用”。氢键对P450的特征的未氧化反应性的影响特别有趣。因此，作为对轴向配体效应的研究的一部分，研究人员合成了一种新型的血红素 - 硫代硫酸盐络合物，其氢键是与S作为活性中心模型的氢键，并详细检查了其物理特性和反应性。将酰胺的NH引入接头部分的一个复合物（SR-HB），在该位置可以在SR复合物的结构中形成氢键在SR络合物的结构中形成和合成。铁二价CO复合物的吸收光谱在456 nm处具有最大的唯一带的吸收，清楚地表明它是二价和维持硫醇酸盐的配位。此外，铁三价状态下77K处的EPR光谱均给出了两个低自旋信号，即轴向配体可以鉴定为硫醇酸盐。此外，SR-HB复合物的X射线晶体结构分析也成功。 NH ... S之间的距离为2.7Å，表明存在氢键。 SR-HB络合物的还原电位阳性转移至0.lv，而SR络合物则被认为是S-NH降低硫醇酯对铁原子的电子捐赠之间的氢键的结果。此外，其氧气的稳定性甚至高于SR复合物的稳定性。使用过氧化物研究了SR-HB复合物的催化氧活化能力。反应速率高于所有使用SR-HB复合物尝试的SR复合衍生物的速率。此外，我们预测，这种反应性与Fe-S键的状态之间可能存在相关性，目前正在使用共振拉曼光谱测量该键的振动模式。