感染と炎症におけるメタロプロテアーゼの活性制御

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10163233
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 前田 浩 熊本大学, 医学部, 教授 (90004613)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 赤池 孝章 熊本大学, 医学部, 助教授 (20231798)
• Keywords: マトリックスメタロプロテアーゼ / 一酸化窒素 / パーオキシナイトライト / 組織破壊 / 組織修復 / グルタチオン

Research Abstract

昨年までの研究により、一酸化窒素(NO)と活性酸素(スーパーオキサイド、O_2^-)の反応生成物であるパーオキシナイトライト(ONOO^-)が、炎症の場において重要な生理活性を有するmatrix metalloproteinase前駆体(proMMP)を活性化し、さらにこの現象が、還元型グルタチオン(GSH)により調節されることを見出した。そこで本年度は、その活性化メカニズムの解析を行った。[^<35>S]GSHを種々の濃度のONOO^-と一定時間反応した後、精製した3種類のヒトproMMP(proMMP-8,-9,-1)と反応させ、その結合をfluorographyにより解析した。その結果、[^<35>S]GSHをproMMPとincubationするだけで両者は結合したが、活性化は見られなかった。これはdithithreitol(DTT)にて容易にはずれることから、単なるSS結合と思われた。一方、ONOO^-が存在する場合、proMMPの活性化がみられ、さらにその結合はDTTにては解離しないことから、SS結合以外の何らかの非可逆的な共有結合がおこっていることが示唆された。この結合はcysteine switchのanalogue peptide(PRCGVPD)により阻害されたことから、proMMPのcysteine switchを介して生じていることが示唆された。さらに、電子スピン共鳴法によりONOO^-とGSHにより反応性の高い分子種(活性型グルタチオン)が生成し、これがproMMPの不活性性に重要なCys残基(cysteine switch)に結合することで活性化を引き起こしているものと思われた。グルタチオンの新しい生理活性として、proMMPに非可逆的に結合することで、その生理活性を制御している可能性が示唆された。

Research Products

• [Publications] T.Akaike,et al.: "Free radicals in viral pathogenesis:Molecular mechanisms involving superoxide and NO" Proc.Soc.Exp.Biol.Med.217. 64-73 (1998)
• [Publications] M.Yoshida,et al.: "Effect of the NO scavenger carboxy-PTIO on enthothelium-dependent vasorelaxation of various blood vessels from rabbits." Life Sciences. 62. 203-211 (1998)
• [Publications] H.Maeda,et al.: "Human matrix metalloprotease activation by insults of bacterial infection involving proteases and free radicals" Biol.Chem.379. 193-200 (1998)
• [Publications] J.Wu,et al.: "Modulation of enhanced vascular permeability in tumors by a bradykinin antagonist,a cyclooxygenase inhibitor,and a nitric oxide scavenger" Cancer Res.58. 159-165 (1998)
• [Publications] K.Maruo,et al.: "Involvement og bradykinin generation in intravascular dissemination of Vibrio vulnificus and prevention of invasion by a bradykinin antagonist" Infect.Immun.66. 866-869 (1998)
• [Publications] H.Maeda,et al.: "Nitric oxide and oxygen radicals in infection,inflammation and cancer" Biochemistry(Moscow). 63. 854-865 (1998)
• [Publications] K.Sato,et al.: "Therapeutic effect of erythromycin on infliuenza virus-induced lung injury in mice" Am.J.Respir.Crit.Care Med. 157. 853-857 (1998)
• [Publications] T.Sawa,et al.: "Lipid peroxyl radicals from oxiized oils and hem-iron:Implication of a high-fat diet in colon carcinogenesis" Cancer Epidemiol.Biomarkers&Prevention. 7. 1007-1012 (1998)
• [Publications] M.Yoshida,et al.: "The possible effect of nitric oxide on relaxation and noradrenaline release in the isolated rabbit urethra" Eur.J.Pharmacol.357. 213-219 (1998)
• [Publications] N.Nakatsubo,et al.: "Improved nitric oxide detection using 2,3-diaminonaphthalene and its application to the evaluation of novel nitric oxide synthase inhibitors" Biol.Pharm.Bull. 21. 1247-1250 (1998)
• [Publications] K.Doi,et al.: "Induction of heme oxygenase-1 by nitric oxide and ischemia in experimental solid tumors and implications for tumor growth" Br.J.Cancer. (in press). (1999)
• [Publications] S.Fujii,et al.: "Role of nitric oxide in pathogenesis of herpes simplex vurus encephalitis in rats" Virology. (in press). (1999)
• [Publications] H.Maeda,et al.: "Free radical generation from heterocyclic amines by cytochrome b5 reductase in the resence of NADH" Cancer Letters. (in press). (1999)
• [Publications] H.Maeda,et al.: "Kallikrein-kinin in infection and cancer" Immunopharmacology. (in press). (1999)
• [Publications] T.Akaike,et al.: "Nitric Oxide and Infection(ed.F.C.Fang)" Plenum Publishing Co.,New York(in press), (1998)