ステロイド代謝を触媒するチトクロームP-450とその関連酵素の構造-活性相関

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ステロイド代謝を触媒するチトクロームP-450とその関連酵素の構造-活性相関

フォーマット:
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
タイトル(他言語):
Structure-Activity Relation of p-450 and Related Enzymes
責任表示:
大村 恒雄(九州大学・大学院医学系研究科・名誉教授)
OMURA Tsuneo(九州大学・大学院医学系研究科・名誉教授)
大村 恒男(九州大学・大学院・医学系研究科・名誉教授)
本文言語:
日本語
研究期間:
1993-1994
概要(最新報告):
動物臓器においてのステロイド代謝にはミクロソーム及びミトコンドリアに存在する数種類のチトクロームP450が関与している。本研究はこれら一群のP450によるステロイド代謝反応の活性調節機構の解明を目的とし、研究代表者を中心とする日本の研究グループと米国の根岸博士の研究グループ、及びベラル-シ共和国のUsanov博士の研究グループの共同研究を行なった。研究の重点はミトコンドリア型P450に置き、ステロイド代謝反応を触媒するP450とその還元酵素の構造-活性相関を研究した。研究を推進するためUsanov博士とChernogolov博士が来日し、原が根岸博士の研究室とUsanov博士の研究室を訪問して共同研究を行なった。平成5年〜平成6年の研究実績を下記する。 1.ミクロソーム型p450については生合成時のP450の膜への組み込みと高次構造形成について研究を進め、膜への組み込みを決定するシグナルアンカー配列のアミノ末端が小胞体の内腔に露出していることをP450aromについて証明してシグナルアンカー配列の膜内配向を決定し、シグナルアンカー配列に続くプロリンに富む短かなアミノ酸配列が膜に組み込まれたP450分子の高次構造形成に必須なことを確かめた(大村、三原)。 2.ステロイドホルモン生合成に関与するP450の臓器特異的発現を研究し、P450遺伝子の発現を支配する転写因子Ad4BPを確認し、培養細胞系を用いる実験によりAd4BPがステロイドホルモンの生合成に関与する一群のP450の発現を調節していることを証明した(大村)。 3.ステロイドを代謝する活性をもつマウス肝臓のミクロソーム型P450について、P450分子内の特定のアミノ酸の変異によって触媒する反応の基質特異性が大幅に変化することを確かめ、活性中心においてのステロイド分子の結合様式を検討した(根岸)。 4.ミトコンドリア内膜のP450sccについて膜内トポロジーを部位特異性抗体の結合によって解析し、P450分子の大部分がマトリックス側の膜面上に露出していることを確かめた。また、マトリックス側に露出している部分がプロテアーゼの限定分解によって切断される2つの大きなドメインから成ることを見出し、切断点を決定した(Usanov)。 5.アドレノドキシン(AD)からミトコンドリア型P450への還元力供給反応を解析するため、ADとその前駆体(pAD)のcDNAを効率よく大腸菌で発現させ、発現したADおよびpADを均一にまで精製する方法を確立した。cDNAの改変によりアミノ酸配列の改変を行なったADも作成され、ADとP450sccの反応研究に使用された。精製されたpADは鉄-硫黄活性中心をもつホロ型であり、ADと同様にP450sccとチトクロームcを還元する活性をもっていた。pADとADの還元活性ではVmaxやKmは異なっていたが、pADがADと同じ活性を示すことは、pADの成熟型蛋白質部分が延長ペプチド部分とは独立した高次構造を形成できることを示していると考えられる(Chernogolov、原、三原)。 6.ADとP450scc間での電子伝達反応機構を明らかにするため、AD分子とP450scc分子の結合部位の検討を進めた。種々の化学架橋試薬を用いてADとP450sccの複合体においてAD分子とP450scc分子間の架橋と、分子内の架橋部位のアミノ酸配列の決定を行なっている。架橋複合体を精製する方法は確立できたが、架橋部位についてはまだ最終結論を得るに至っていない。^<14>Cで標識したADを用いた研究もUsanov博士の研究室で行なわれている(原、Usanov)。 7.副腎皮質ミトコンドリアについて外から加えたNADPHによるP450の還元を測定し、ジギトニン処理で外膜を除いたミトプラストでは還元速度が大幅に低下することを見出した。ミトコンドリア外膜にNADPHの還元力をミトコンドリア内に伝達する活性が存在する可能性が考えられるので検討中である(原)。 続きを見る
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