内分泌物質様の生理活性をもつメナキノン-4の組織内生成機構

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11660119
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 駒井 三千夫 東北大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (80143022)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 道子 東北大学, 農学部, 教務職員 (60250734) ; 白川 仁 東北大学, 大学院・農学研究科, 助手 (40206280) ; 古川 勇次 東北大学, 大学院・農学研究科, 教授 (60005626)
• Keywords: ビタミンK / メナキノン-4(MK-4) / ビタミンK_3 / ゲラニルゲラニル-2リン酸 / ラット / ウシ

Research Abstract

メナキノン-4(MK-4)は、ホ乳類や鳥類の生体内で種々のビタミンK(VK)同族体から生成する、新規の生理活性を有するビタミンK2(VK2)同族体である。MK-4には、破骨細胞系に対しては分化促進作用あるいはアポトーシス作用を介した骨吸収抑制作用、骨芽細胞系に対しては骨形成促進作用をそれぞれ発揮することによって、骨粗鬆症予防効果があると報告されている。MK-4は、肝臓における血液凝固因子の活性化作用以外にも、こうした内分泌物質様の重要な生理作用を各組織において発揮していることが示唆されてきた。しかし、その組織内生成機構については、なお不明な点が多い。そこで本研究では、ウシまたはラットの腎臓を用いて、VK同族体からMK-4への変換機構の解明とMK-4生成酵素(仮称)の精製を試みた。
まず、基質であるナフトキノン骨格(VK3)とイソプレン側鎖(ゲラニルゲラニル-二リン酸)、および組織ホモジェネート上清をインキュベートする反応系で、MK-4の生成を液体クロマトグラフィーでモニターすることによって生成機構の解明を行った。その結果、反応液中にVK還元酵素阻害剤であるワルファリンを添加したところ、用量依存的に生成活性は阻害された。次に還元剤であるジチオスレイトール(DTT)をワルファリンと共に添加したところ、ワルファリンによって阻害された活性は回復した。このことから、VK3からMK-4への変換反応にVK還元酵素が関与し、反応中間体としてVKH2を経ることが示唆された。最後に、MK-4生成酵素を精製すべく、その細胞画分における分布と可溶化法について検討した。その結果、この酵素はミクロソームやミトコンドリア膜画分に存在することがわかり、膜から解離すると不安定になることがわかった。

Research Products

• [Publications] 駒井三千夫,白川仁,古川勇次 他: "ラットの各組織におけるビタミンK_1からメナキノン-4への変換活性"ビタミン. 74巻・4号. 219-219 (2000)
• [Publications] 白川仁,駒井三千夫,古川勇次 他: "神経系の発達におけるビタミンKの関与"ビタミン. 74巻・8号. 447-449 (2000)
• [Publications] 駒井三千夫,白川仁,古川勇次 他: "ラットの各組織におけるビタミンK同族体からメナキノン-4への変換活性"ビタミン. 74巻・9号. 490-491 (2000)