ぴー450

こんばんは。D1になりましたヨンデス。
札幌は、もう春満開って感じです！！ばりばり自転車通勤中です。

今日はシトクロムP450のお話。
シトクロムP450とは還元的に酸素を活性化することによって不活性である炭化水素鎖に一原子酸素添加反応を触媒しているヘムタンパク質であります。非常に歴史が古く、また多くの研究者が研究を行っているエキサイティングな酵素の一つとして知られています。
代表的な水酸化反応を考えたとき、炭化水素を水酸化するのに一分子の酸素と２電子及び2プロトンが必要になります。そして反応した結果、水酸化された炭化水素と水が生成します。反応式で書くと、
RCH2-R'＋2e-＋2H+＋O2→RCH(OH)-R'＋H2O(下付きじゃなくてごめんなさい。)になります。シトクロムP450のヘムタンパク質は直接電子を受け取る事が出来ないので、フラビンタンパク質(NAD(P)Hを水酸化)やFe-Sタンパク質(電子伝達を仲介)を経由して供給されます。この辺りの知識は、ちょっと調べたらすぐ分かると思うので、もう少し踏み込んでみます。

還元酵素と融合したシトクロムP450
現在までに、約4000 種類のシトクロムP450の存在が明らかになっていますが、その中でも還元酵素と融合したシトクロムP450BM3というのが存在します。BMはBacillu megateriumの略で非常によく研究されているシトクロムP450の一つです。シトクロムP450BM3は、レドックスパートナーとしてFAD(flavin adenine dinucleotide)及びFMN(flavin mononucleotide)を含有する還元酵素が融合している、つまり一つのポリペプチド鎖にP450ドメインと還元酵素ドメインが含まれているSelf-sufficientな酵素であり、非常に高い活性(Kcat)を示す事がわかっております。恐らく融合する事によって分子内電子伝達になった為、極めて早い酵素反応を示すと考えられています。他にも理由があるかもしれませんが。。またBM3のような天然の融合タンパク質が発見される以前に、真核生物由来のシトクロムP450と還元酵素を人工的に融合させ酵母で発現させた高い活性をもった融合タンパク質の構築も成されています。一方、微生物由来のシトクロムP450でも同様な試みが成されており、camphorの水酸化反応を触媒する Pseudomonas putida由来シトクロムP450とそのレドックスパートナー(Pxd及びPdR)の三者融合タンパク質、Rhodococcus sp. NCIMB 9784 由来還元酵素(RhF)と融合させたタンパク質P450cam、P450bzo、P450balk、同じくRhFと融合させたP450PikC等、報告例もいくつかあります。しかし、まだまだ現在までにシトクロムP450BM3のように天然の融合タンパク質のような極めて高活性な融合タンパク質の構築はまだ行われていないので、より多くの情報が蓄積しどのP450にも適応可能な構築法が望まれます。その為には、全くあらたな戦略が必要かもしれませんね！！！

今日のひとこと
①非常に高活性を持つような還元系とP450との人工的な融合タンパク質はまだ構築されていない。
違った切り口からも攻める必要があるかも...
②P450の文献は非常に多い(-_-;)パンクしないようにしないと...
③再来週は北大で論文ゼミだ(炎_炎)頑張って読みます。