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生体内での炭酸ラジカルの生成とその作用の検証

Research Project

Project/Area Number 15658033
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Applied biochemistry
Research InstitutionShimane University

Principal Investigator

柴田 均  島根大学, 生物資源科学部, 教授 (40032601)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 橋本 道男  島根大学, 医学部, 助教授 (70112133)
曽我部 国久  島根大学, 教育学部, 教授 (80093649)
Project Period (FY) 2003 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,800,000 (Direct Cost: ¥3,800,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2003: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Keywords酸化ストレス / 炭酸ラジカル / タンパク質の重合化 / トリプトファンラジカル / カルボニルストレス / 炭酸アニオンラジカル / タンパク重合化 / メチルグリオキサール
Research Abstract

生体内で生成し,重要なシグナル作用を果たす場合もあるが,消去の能力を超えて過剰に生成されてしまうと酸化ストレス源となる活性酸素系(O_2^-,H_2O_2,・OH,^1O_2)、活性窒素系(NO,NO_2,N_2O_3,ONOO^-)、硫酸酸化物系(・SO_2,・SO_3)の分子種やラジカルの生体内での生成や作用に関する研究成果が蓄積されてきた。炭素酸化物系(炭酸,重炭酸)由来のラジカルも、以前からγ線照射やパルスラジオリシスの系で、物理化学的にその存在が証明されていた。
われわれは,これまでに全く報告がない経路により生体内で炭酸ラジカルが生成している可能性を強く支持する結果を得た。老化の指標とされる後期糖化反応生成物(Advanced Glycated End Product, AGE)を導く中間体であるジカルボニル化合物(メチルグリオキサル(MG),グリオキサル,デオキシグルコソン)が炭酸イオンと反応して、CO_3^<・->の生成を導くことを以下の方法で確認した。(1)ESR法:ヒドロキシルラジカルと同様のシグナルを与えたが、ヒドロキシルラジカル捕捉剤を共存させたこと、標準の炭酸ラジカル生成系であるCo-UV系でも同様のシグナルであった。(2)リゾチームを重合化した。Co-UV系でも重合化された。しかしタンパク質の酸化が起きていることも確認された。トリプトファンラジカルが検出されたので、Trpラジカル、フォルミルキニュレニンを介する重合化であると結論した。
糖尿病患者や腎透析患者ではジカルボニル化合物の含量が高く、AGE生成を導き易いのみならず、炭酸イオンと反応すれば炭酸ラジカルの生成を導く可能性が高い。またこの事実は炭酸ラジカルがすでに報告されている特殊な酵素反応(例えばSDOのペルオキシダーゼ反応)によって生成するのみならず、生体内での化学反応を介して、たとえば糖尿病患者の体内で普遍的かつ容易に、炭酸ラジカルが生成する可能性を今後明らかにしてゆきたい。

Report

(2 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (3 results) Publications (6 results)

  • [Journal Article] Cloning, Biochemical and phylogenetic characterization of gamma-glutamylcysteine synthetase from anabaena sp. PCC 71202005

    • Author(s)
      Ashida, H., Sawa, Y., Shibata, H.
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology 46(印刷中)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Phosphorylation of Plasma Membrane Aquaporin Regulates Temperature-Dependent Opening of Tulip Petals2004

    • Author(s)
      Azad, A.K., Sawa, Y., Ishikawa, T., Shibata, H.
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology 45

      Pages: 608-617

    • NAID

      10012938923

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Characterization of Protein Phosphatase 2A Acting on Phosphorylated Plasma Membrane Aquaporin of Tulip Petals2004

    • Author(s)
      Azad, A.K., Sawa, Y., Ishikawa, T., Shibata, H.
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 68

      Pages: 1170-1174

    • NAID

      10013145079

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] Kim, H., Ikegami, K., Nakaoka, M., Yagi, M, Shibata, H., Sawa, Y.: "Characterization of aspartate aminotransferase from the cyanobacterium Phormideum lapideum"Biosciences, Biotechnology, and Biochemistry. 67. 490-498 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] R.Madhusudhan, T.Ishikawa, Y.Sawa, S.Shiteoka, H.Shibata: "Characterization of an ascorbate peroxidase in plastids of tobacco BY-2 cells"Physiologia Plantarum. 117. 550-555 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Kim, H., Nakaoka, M., Yagi, M, Ashida, H., Hamada, K.Shibata, H., Sawa, Y.: "Cloning, structural analysis and expression of the gene encoding aspartate aminotransferase from the thermophilic cyanobacterium Phormideum lapideum"Journal of Bioscience, Biotechnology. 95. 421-424 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] R.Madhusdhan, T.Ishikawa, Y.Sawa, S.Sigeoka, H.Shibata: "Post-transcriptional regulation of ascorbate peroxidase during light adaptation of Euglena gracilis"Plant Science. 165. 233-238 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Shibata, H., T.Nagamine, Y.Wang, T.Ishikawa, Y.Sawa: "Generation of reactive oxygen species from hinokitiol under near-UV irradiation"Biosciences, Biotechnology, Biochemistry. 67. 1996-1998 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Ueno, M., H.Shibata, J.Kihara, Y.Honda, S.Arase: "Increased tryptophan decarboxylase and monoamine oxidase activities induce Sekiguchi lesion formation in rice infected with Magnaporthe grisea"Plant Journal. 36. 215-228

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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