並列タイトル等Four-electron reduction of dioxygen at the trinuclear copper cluster in multicopper oxidases
タイトル（掲載誌）平成12(2000)年度 科学研究費補助金 基盤研究(C) 研究成果報告書概要 = 2000 Fiscal Year Final Research Summary
一般注記金沢大学理学部
ウルシラッカーゼの酸素による酸化反応過程を検討し、酸素の3電子還元体を捕捉することに成功した。分光学的および磁気的にこの種をキャラクタリゼーションすることによって、この中間体がヒドロキシルラジカルであることを明らかにした。また、この中間体の消失過程の動力学を検討した。さらに、中間体の生成過程についても検討し、酸素の拡散速度や酵素内の銅中心間の電子移動過程が酸素の還元速度を支配していることを明らかにした。さらに、関与する種の拡散速度と電子移動速度のかねあいによって3電子還元体以前の中間体は捕捉不可能であることがわかった。そこで、酸素に対して不活性なタイプ2銅の選択的除去体に、嫌気下において、化学量論的な量の塩化第一銅を作用させることにより、タイプ1銅が2価、タイプ2、3銅が1価である混合原子価ラッカーゼを作成した。この1電子欠損状態にある誘導体においては、タイプ2銅から酸素還元中間体に対する電子移動速度が遅いために、通常の酵素反応中では捕捉することの出来ない酸素の2電子還元種を捕捉することに成功した。これらの結果を総合して、ラッカーゼによる酸素の4電子還元反応の全貌を明らかにすることが出来た。一方、ビリルビンオキシダーゼについても、3電子還元体を捕捉することに成功し、マルチ銅オキシダーゼによる酸素の電子還元反応は共通したプロセスをたどることがわかった。
The reactions of the reduced laccase and bilirubin oxidase with dioxygen were studied using mainly absorption and EPR spectra at a cryogenic temperature and also using stopped flow spectroscopy and SQUID magnetic measurement. The hydroxyl or oxyl radical bound to the trinuclear Cu site was detected as a reaction intermediate, three-electron reduced form of dioxygen, . Decays of this radical species were highly pH dependent on pH, indicating that the process was gated by the protonation to be water finally. A peroxide intermediate corresponding to the three electron reduced form of dioxygen could not be detected because diffusion of dioxygen to the trinuclear Cu site was rate-determining step and the electron transfer from type 1 Cu to the putative peroxide intermediate was very rapid. However, the peroxide intermediate could be detected by reaction dioxygen to the CuCl-acted type 2 Cu-depleted laccase under a strict anaerobic condition. Based on the successful detection and characterization of the two reaction intermediates the general reaction mechanism how dioxygen is four-electron reduced by multicopper oxidases was proposed.
研究課題/領域番号:11640558, 研究期間(年度):1999 – 2000
出典：「マルチ銅オキシダーゼの三核銅クラスターにおける酸素の4電子還元反応」研究成果報告書 課題番号11640558（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （ https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-11640558/116405582000kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/）を加工して作成
一次資料へのリンクURLhttps://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=57723&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
関連情報https://kaken.nii.ac.jp/ja/search/?kw=90116038
https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-11640558/
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