新しいグルタチオンペルオキシダーゼによるリン脂質やコレステロール過酸化物の検出法

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05556015
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 木村 光 京都大学, 食糧科学研究所, 教授 (80026541)
• 研究分担者: 井上 善晴 京都大学, 食糧科学研究所, 助手 (70203263)
• キーワード: グルタチオンペルオキシダーゼ / 酵母 / 過酸化脂質 / リン脂質 / コレステロール / 老化 / 細胞膜 / 活性酸素

研究概要

細胞の老化やガン化と、生体内脂質成分の過酸化との関係が、近年の生化学的研究によって明かにされつつある。生体内過酸化脂質の多くは生体膜構成成分であるリン脂質や、血漿中のコレステロールに由来するヒドロペルオキシドである。本研究では、本申請者らが過酸化脂質耐性酵母Hansenula mrakii IFO 0895株において初めて見いだした、ユニークな基質特異性を持つ、膜結合型の新しいグルタチオンペルオキシダーゼ(GPx)を利用し、過酸化脂質、特にリン脂質過酸化物の酵素法による検出系を開発するための基礎的知見を得ることを目的としている。本年度は、本菌におけるGPxの役割について細胞レベルで解析するとともに、本酵素の諸性質について検討を加えた。
1.活性酸素によるGPxの誘導
本菌のプロトプラストをヒドロキシルラジカル、あるいはスーパーオキシドラジカルの生成条件下で処理すると、GPxが誘導された。本酵素は過酸化脂質による酸化的ストレスによっても誘導されることから、細胞膜脂質の過酸化が本菌におけるGPxの誘導の引き金になっていると考えられた。
2.変異株の単離
本菌におけるGPxの生理的意義を更に明確にするため、過酸化脂質に対し感受性を示す変異株を取得し、その性質を解析した。その結果、本菌においてGPxは酸化的ストレスに対する主要なる適応機構であることが証明された。
3.GPxの性質
GPxは本菌の細胞膜に結合して存在していた。精製酵素は種々の過酸化脂質やそのメチルエステルに対してよく作用した。特筆すべきは、本酵素はホスファチジルコリンヒドロペルオキシドやコレステロールの過酸化物に対してもよく作用した点である。膜に結合し、かつリン脂質やコレステロールの過酸化物に作用し得るGPxはこれまでに報告例がなく、本菌におけるGPxが世界初の例である。

研究成果

• [文献書誌] 井上善晴: "Role of glutathione peroxidase against oxidative stress in yeast:phenotypic character of lipid hydroperoxide-sensitive mutants derived from Hansenula mrakii" J.Ferment.Bioeng.75. 229-231 (1993)
• [文献書誌] チャン・リン・トック: "Oxidative stress response in yeast:purification and some properties of a membrane-bound glutathione peroxidase from Hansenula mrakii" Biochim.Biophys.Acta. 1164. 166-172 (1993)
• [文献書誌] チャン・リン・トック: "Induction of glutathione peroxidase by reactive oxygen in the yeast Hansenula mrakii" J.Ferment.Bioeng.76. 64-66 (1993)
• [文献書誌] 井上善晴: "Lipid hydroperoxide resistant gene in Saccharomyces cerevisiae:utilization as a selectable marker gene for yeast transformation" Biotechnol.Appl.Biochem.17. 305-310 (1993)
• [文献書誌] 井上善晴: "Cloning and phenotypic characterization of a gene enhancing the resistance against oxidative stress in Saccharomyces cerevisiae" J.Ferment.Bioeng.75. 327-331 (1993)
• [文献書誌] 井上善晴: "Oxidative stress response in yeast:resistance to lipid hydroperoxide" J.UOEH. 15. 290-291 (1993)
• [文献書誌] 木村光: "毒味としての過酸化脂質と酵母の新しいグルタチオンペルオキシダーゼ" フリーラジカルの臨床. 7. 43-47 (1993)
• [文献書誌] 井上善晴: "微生物細胞の老化と酸化的ストレス" 化学. 48. 574-575 (1993)
• [文献書誌] 井上善晴: "微生物の環境ストレスに対する応答反応" 京都大学食糧科学研究所報告. 57(印刷中). (1994)