内因性および外因性配位子を持つニトロシル鉄錯体・蛋白質の生体内生成機構

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11116231
• Research Institution: Yamagata Public Corporation For the Development Of Industry, Institute Life Support Technology
• Principal Investigator: 吉村 哲彦 財団法人 山形県企業振興公社, 生物ラジカル研究所・化学第一研究部, 部長 (70271517)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤井 敏司 財団法人 山形県企業振興公社, 生物ラジカル研究所・化学第一研究部, 研究員 (80271518)
• Keywords: 一酸化窒素 / 生体内一酸化窒素 / トラップ / ニトロシル鉄錯体 / 電子スピン共鳴 / ジチオカルハメート / ジニトロシル鉄錯体

Research Abstract

生体内で産生されたNOを結合した単純な構造を持つニトロシル非ヘム鉄錯体が2種類知られている。一方は、NOを2個、チオレートを2個配位したdinitrosyl dithiolato iron complex(DNIC)であり、特徴的な電子スピン共鳴(EPR)スペクトルを示すことが知られている。マクロファージ中で生成されたNOは、アコニターゼ等の鉄一硫黄蛋白質と反応して、活性を阻害し、DNICに起因するEPRスペクトルを示すことが報告されている。また、DNICはNOの生理的なcarrier moleculeまたはdonor moleculeとして機能していることも報告されているが、その構造や性質および生体内における動態等は明らかにされていない。他方は、NOを1個配位したmononitrosyl iron complex(MNIC)で、ジチオカルバメート鉄(Fe-DTC)錯体を生体内NOの捕捉試薬として使用した場合にin vivoおよびin vitroで生成される。このMNICも特徴的なEPRスペクトルを示すので、Fe-DTC錯体は有用なNO分析試薬として多用されているが、捕捉機構については不明な点が残されている。
1.グルタチオンを含むDNIC(DNIC-(GS)2)を合成し、得られたDNICの体内挙動をin vivo EPR法により検討した。その結果、(1)DNIC-(GS)2は血液中より速やかに肝臓・腎臓へ移行した後、長時間安定に存在した。臓器のEPRスペクトルは、DNIC-(GS)2が組織中で構造変化することを示唆していた。この構造変化は、DNIC-(GS)2中のGS-が生体内で低分子のチオール類またはタンパク中のチオールと置換することによると考えられる。(2)生きているマウスを対象としたin vivo EPR測定によって、DNIC-(GS)2の上腹部への集積がリアルタイムに観測された。(3)DNIC-(GS)2はマウスの生体内でFe-DTC錯体にNOを供与することが明らかとなった。この結果は、生体内で産生されるDNICが、金属酵素・金属蛋白質をNOアクセプターとしてNO基を供与することを示唆している。2.Fe-DTC錯体による生体内NOの捕捉・検出を試みた。(1)脳内のNOをFe-DTC錯体を用いて捕捉することに成功した。(2)血管拡張薬投与により生体内で産生されるNOをFe-DTC錯体によって検出し、画像化した。3.NOトラップ試薬としてのFe-DTC錯体の生体内NO捕捉機構には新規な還元ニトロシル化反応の関与が明らかとなった。

Research Products

• [Publications] T.Ueno: "In vivo distribution and behavior of dinitrosyl dithiolato iron complex in the abdomen of mouse"Free Radical Res.. 31. 525-534 (1999)
• [Publications] Y.Suzuki: "Direct evidence of in vivo nitric oxide production and inducible nitric oxide synthase mRNA expression in the rat brain of living rat during experimental meningiris"J. Cereb. Blood Flow Metab.. 19. 1175-1178 (1999)
• [Publications] K.Inoue: "Nitrosothiol formation catalyzed by ceruloplasmin"J. Biol. Chem, 274, 27069-27075(1999).. 2745. 27069-27075 (1999)
• [Publications] T.Ueno: "The physiological activity and in vivo distribution of dinitrosyl dithiolato iron complex"Jpn. J. Pharmacol.. 82. 95-101 (2000)
• [Publications] S.Fujii: "A new trend in iron-dithiocarbamate complexes : As an endogenous NO trapping agent"Coordin. Chem. Rev.. (印刷中). (2000)
• [Publications] 吉村哲彦: "生体内NOの化学"血圧. 6. 471-477 (1999)