感染防御を担う電子伝達系(NADPHオキシダーゼシステム)の解析

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10670151
• Research Institution: National Children's Medical Research Center
• Principal Investigator: 綱脇 祥子 国立小児病院, 小児医療研究センター・感染症, 研究員 (00211384)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤井 博匡 札幌医科大学, 保健医療学部, 教授 (70209013)
• Keywords: 活性酸素 / 活性酸素生成酵素 / NADPHオキシダーゼ / グリオトキシン / アスペルギルス / 好中球

Research Abstract

現在、活性酸素生成機構の大略は明らかにされ、蛋白質分子レベルにおける詳細な検討がなされている。しかし、その制御機構、特に、病原因子との係わりに注目して解析された例はない。本年度は、アスペルギルスの主要病原因子であるグリオトキシン(GT)と活性酸素生成酵素(NADPHオキシダーゼ)との係わりに焦点をあて興味深い知見を得た。GTは、毒性の強いepipolythiodioxopiperazine環を持つことが特徴で、Sを2個持つdisulfide(S-S)型であり、NADPHオキシダーゼの活性化段階を阻害した。しかし、一旦活性化された酵素の触媒活性は、影響を受けなかった。GTによる阻害機序には少なくとも2つの可能性が考えられる:(1)細胞膜を通過したGTが細胞内還元物質と反応し、酸素要求性の酸化還元サイクル反応を介してH_2O_2や未知のラジカル生成に用いられ、その結果としてNADPHオキシダーゼを阻害する。(2)GTが直接NADPHオキシダーゼを阻害する。低酸素下で好中球をGT処理してもその阻害活性が維持されること、酸化還元サイクル反応の中間代謝産物であるdithiol型GT(-SH)が阻害活性を持たないことから、酸化還元サイクル反応が関与しないことが明らかになった。そして、GTによる阻害は、disulfide型GT(S-S)が、NADPHオキシダーゼ中のvicinal SH基と直接反応した結果であることを明らかにした。更に、低酸素下に於けるGTのIC50は、通常酸素濃度下に比べ約600倍低下した。この結果は、酸素濃度の低い組織では、酸化還元サイクル反応が起こりにくく、GTが直接vicinal SH基と反応するため、非常に強い毒性活性を持つことを示している。

Research Products

• [Publications] Teshima, S. et al.: "Helicobacter pylori lipoplysaccharide enhances the expression of NADPH oxidase components in cultured guinea pig gastric mucosal cells"FEBS Lett.. 452. 243-246 (1999)
• [Publications] Yoshida, L. S. et al.: "Fungous gliotoxin targets the onset of superoxide-generating NADPH oxidase of human neutrophils"BBRC. 268. 716-723 (2000)
• [Publications] 吉田ルシア幸子,網脇祥子: "FAD欠損を導く好中球NADPH oxidase系,gp91^<phox>,の変異"磁気共鳴と医学. (in press). (2000)