岡山大、ビタミンB12関与酵素の「再活性化分子シャペロン」の仕組みを解明

今回の研究は、その中で最も研究が進んでいるDD-Rが用いられ、不活性化されたB12酵素の再活性化の分子機構が明らかにしたという内容だ。

ビタミンB12はコバルトを含む「錯体」(金属と非金属の原子が結合した構造の化合物)で、生体内で補酵素型(ビタミンB12補酵素:画像1)に変換され、酵素の活性部位に結合してその触媒作用を助ける。ビタミンB12補酵素はコバルト-炭素(Co-C)結合を含む複雑な構造と重要な生理機能により、理、工、農、薬、医など多くの分野の研究者らを魅了してきた。

B12酵素は、化学的に起こり難い反応を触媒するため、「ラジカル」という超活性種を活用している(画像2)。ラジカルは不対電子を持つ化学種のことで、一般に反応性がきわめて高い反面、副反応を起こして消滅し易く、その結果補酵素が損傷を受けてしまう。その損傷補酵素は酵素から離れないため、B12酵素は不活性化され易いという宿命があるのだ。

画像2は、触媒機構と補酵素リサイクリングの概略。B12補酵素(アデノシルコバラミン:AdoCbl)が関与する酵素はラジカル機構で触媒する(基質はSH、生成物はPH)。ラジカル中間体のいずれかが副反応を起こしてラジカルが消滅すると、補酵素が再生されず、生じた損傷補酵素(X-Cbl)