酸化ストレスに対するレドックス制御に関する防御物質の開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13672337
• Research Institution: National Institute of Radiological Sciences
• Principal Investigator: 伊古田 暢夫 放射線医学総合研究所, レドックス制御研究グループ, グループリーダ (80159649)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中川 秀彦 放射線医学総合研究所, レドックス制御研究グループ, 主任研究員 (80281674)
• Keywords: 酸化ストレス / 活性酸素 / 活性窒素 / スーパーオキシド / ヒドロキシルラジカル / レドックス制御 / 抗酸化剤

Research Abstract

生体が放射線や有害物質などの酸化ストレスに曝されると活性酸素・活性窒素・フリーラジカルが生成する。本研究では、種々の活性酸素種(スーパーオキシド、ヒドロキシルラジカル)、活性窒素種(パーオキシナイトライト)の消去化合物を探索している。本年度はスーパーオキシド、ヒドロキシルラジカル消去能についてESR法によるスピントラッピング法を用いて評価した。今回用いた抗酸化剤は、γ-トコトリエノール、イソオイゲノール、カテキンのようなポリフェノール誘導体や、メチオニンやペニシラミンのようなチオール基を有する化合物である。ヒドロキシルラジカル消去活性に関しては、ポリフェノール誘導体やチオール基はトロロックス(水溶性ビタミンE)やグルタチオンと同等な消去活性であった。一方、スーパーオキシド消去活性に関しては、カテキンが最も高く、次にペニシラミンのようなチオール基を有する化合物であった。このカテキンやビタミンEに代表される天然抗酸化剤は,フェノール性の水酸基を有し,高い抗酸化活性を示す.これらの抗酸化機構は水素移動反応で説明されるが、1段階の水素原子移動と抗酸化剤分子から活性ラジカル種への電子移動とプロトン移動を経由する2段階機構が考えられる。しかし、ほとんどの抗酸化剤がどちらの経路を通るか不明である。本研究ではマグネシウムイオンなどの金属イオンが,生成するフェノキシルラジカルを安定化できることを明らかにするとともに、金属イオンが,電子移動過程を加速することを利用し,カテキンによるラジカル消去反応は電子移動を経由するが,ビタミンEは経由しないことを明らかにした。また致死量の放射線に対する種々のスピントラップ剤の防護能を調べるためマウスに8Gyの放射線を照射して30日間の生存率を調べ防護能を調べた。その結果POBNに効果が認められた(DRF:1.3)。

Research Products

• [Publications] Ikuo Nakanishi, Kentaro Miyazaki, Nobuo Ikota, Toshihiko Ozawa, Shunichi Fukuzumi, et al.: "Effects of Metal Ions Distinguishing Between One-Step Hydrogen-and Electron-Transfer Mechanisms for the Radical-Scavenging Reaction of (+)-Catechin"J. Phys. Chem. A. 106. 11123-11126 (2002)
• [Publications] Kiyoshi Fukuhara, Ikuo Nakanishi, Kentaro Miyazaki, Shiro Urano, Toshihiko Ozawa, Naoki Miyata, Nobuo Ikota, Shunichi Fukuzumi et al.: "Planar Catechin Analogue as a Promising Antioxidant with Reduced Prooxidant Activity"Chemical Research Toxicology. 16. 81-86 (2003)
• [Publications] Ikuo Nakanishi, Kentaro Miyazaki, Haruko Yakumaru, Jun-ichi Ueda, Toshihiko Ozawa, Kiyoshi Fukuhara, Shunichi Fukuzumi, Nobuo Ikota, et al.: "Efficient Radical-Scavenging Ability of Artepillin C, a Major Component of Brazilian Propolis, and the Mechanism"Org. Biomol. Chem.. (in press). (2003)