シャットネラの細砲表層に存在する活性酸素産生酵素複合体の生化学的解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14560154
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 小田 達也 長崎大学, 水産学部, 教授 (60145307)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 畠山 智充 長崎大学, 工学部, 助教授 (50228467) ; 石松 惇 長崎大学, 水産学部, 教授 (00184565)
• Keywords: 赤潮 / 海洋性植物プランクトン / 活性酸素 / 毒性 / シャットネラ / ラフィド藻類 / グリコキャッリックス / NADPH oxidase

Research Abstract

Chattonellaのスーパーオキサイド産生がレクチンの一種であるコンカナバリンA(Con A)、あるいは糖特異性が異なる他のレクチン(リシン、CBH、WGA等)添加によって、著しく上昇すること、さらに興味あることに、魚鰓粘液由来高分子物質にも同様な刺激作用があることを見出している。従って、シャットネラの活性酸素産生を司る酵素系は刺激応答との観点から、ヒト白血球細胞膜に存在する活性酸素産生酵素NADPH oxidaseとの類似性の可能性が考えられた。そこで、シャットネラの活性酸素産生に関与する酵素とヒト好中球の細胞膜に存在する活性酸素産生酵素系であるNADPH oxidaseとの類似性について検討した。シャットネラの活性酸素産生は、好中球と同様、レクチンなどの添加によって上昇する点、シャットネラ細胞から調製した無細胞系にNADPHを添加するとスーパーオキサイドが酵素的に産生される事、さらに、ヒト好中球のNADPH oxidaseの主要成分蛋白質であるチトクロームb大サブユニット(gp91phox)に対する抗体を用いたウエスタンブロットにより、110kd付近に主要バンドが検出されたことを見出し、これらの結果から、シャットネラにはヒト好中球のNADPH oxidaseに類似した酵素が存在することが強く示唆された。また、シャットネラ細胞表層構造で、グリコキャリックスと呼ばれる糖被膜に活性酸素産生酵素系が存在する可能性を示す結果が得られた。興味あることに、このグリコキャリックスは魚鰓粘液物質やレクチン添加等の化学的刺激の他、撹拌等の物理的刺激に対しても応答してシャットネラ細胞本体から容易に脱落する現象が観察された。グリコキャリックスが脱落したシャットネラは一時的に活動が弱まるものの、死細胞とは成らず、再びグリコキャリックスを再生することがわかった。従って、この現象はシャットネラの魚毒性発現機構を考える上で大変重要な知見であると考えられる。

Research Products

• [Publications] Y.Sato, T.Oda, T.Muramatsu, Y.Matsuyama, T.Honjo: "Photosensitizing hemolytic toxin in Heterocapsa circularisquama, a newly identified harmful red tide dinoflagellate"Aquatic Toxicology. 56. 191-196 (2002)
• [Publications] D.Kim, Y.Sato, T.Oda, T.Muramatsu, Y.Matsuyama, T.Honjo: "Comparison of hemolytic activities among strains of Heterocapsa circularisquama isolated in various localities in Japan"Biosci. Biolechnol. Biochem.. 66・2. 453-457 (2002)
• [Publications] F.Ishibashi, S.Tanabe, T.Oda, M.Iwao: "Synthesis and structure-activity relationship study of lamellarin derivatives"J. Natural Products. 65・4. 500-504 (2002)
• [Publications] A.Kageyaina, I.Kusano, T.Tamura, T.Oda, T.Muramatsu: "Comparison of the apoptosis-inducing abilities of various protein synthesis inhibitors in U937 cells"Biosci. Biolechnol. Biochem.. 66・4. 835-839 (2002)
• [Publications] T.Tamura, T.Oda, T.Muramatsu: "Resistance against ricin-induced apoptosis in a brefeldin A-resistant mutant cell line (BER-40) of Vero cells"J. Biochem.. 132・3. 441-449 (2002)
• [Publications] T.Tamura, N.Sadakata, T.Oda, T.Muramatsu: "Role of zinc ions in ricin-induced apoptosis in U937 cells"Toxicol. Letters. 132. 141-151 (2002)
• [Publications] D.Kim, T.Oda, T.Muramatsu, D.Kim, Y.Matsuyama, T.Honjo: "Possible factors responsible for the toxicity of Cochiodinium polykrikoides, a red tide phytoplankton"Corn. Biochem. Physiol.. 132. 415-423 (2002)
• [Publications] J.A.Marshall, M.Hovenden, T.Oda, G.Hallegraeff: "Photosynthesis does influence superoxide production in the ichthyotoxic alga Chattonella marina (Raphidophyceae)"J. Plankton Res.. 24・11. 1231-1236 (2002)