サイトクロームP450化合物Iによる脂肪酸の末端アルケーンへのデカルボキシル化

Job L Grant¹, Chun H Hsieh¹, Thomas M Makris¹

¹Department of Chemistry and Biochemistry, University of South Carolina, Columbia, South Carolina 29208, United States.

Journal of the American Chemical Society

|April 7, 2015

まとめ

サイトクロームP450 OleT (JE) は,デカルボキシル化メカニズムにより,脂肪酸を末端アルケーンに変換する. このプロセスは,P450酸化反応に類似した,主要な鉄 (IV) 中間物質を含む.

科学分野:

バイオケミストリーバイオケミストリー
酵素学酵素学とは
有機化学オーガニック・ケミストリー

背景:

サイトクロームP450酵素は,生物学的触媒において極めて重要です.
脂肪酸代謝とアルケンの生合成は,重要な研究分野です.
酵素メカニズムを理解することで,代謝経路の洞察が得られます.

研究の目的:

脂肪酸からアルケンの変換における OleT (((JE)) の触媒メカニズムを解明する.
アルケンの形成に関与する主要な中間物質と反応ステップを特定する.
OleT ((JE)) のメカニズムを他のサイトクロームP450酵素と比較する.

主な方法:

エイコサノ酸を基質として使用した酵素分析.
化合物Iを含む反応中間物質のスペクトル解析.
速度決定のステップを調査するために,運動同位体効果の研究を行います.
アルケーンと二酸化炭素を含む反応産物の分析.

主要な成果:

OleT (JE) は,脂肪酸の末端アルケーンと二酸化炭素への変換を触媒として作用する.
暫定的な鉄 (IV) オキシオプケーションラジカル (化合物I) の中間物質が観察されました.
動的同位体効果のデータは,基板から最初の水素原子の抽象化を示唆しています.
このメカニズムは,酸素リバウンドではなく,脂肪酸デカルボキシル化によるものです.

結論:

OleT ((JE)) によってアルケンの形成のメカニズムは,基板水素原子抽出によって開始されます.
観測された中間および運動同位体効果は,デカルボキシル化経路と一致しています.
OleT(JE) は,アルケンの合成のためのP450単酸化反応に類似するメカニズムを使用しています.

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