活性酸素消去機能を有する金属酵素の創製

具有活性氧清除功能的金属酶的研制

基本信息

批准号：
06780731
负责人：
川上浩良
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

生体内の活性酸素は、正常時にはウィルスなどの外敵を殺す重要な生体防御機能を有するが、細胞機能が低下した疾患では活性酸素が広範囲に発生し細胞膜や生体成分を非特異的に攻撃する。疾患や病態の発生と進展に関与する活性酸素を速やかに消去するためには活性酸素の発生部位に抗酸化機能を有する物質を選択的に誘導することが重要となる。申請者は、ポルフィリン金属錯体が活性酸素種の中でも特に広範囲に生体障害を与えるスーパーオキシド(O^-_2)を特異的に捕捉・消去することを見いだした。この抗酸化機能を有する新しい酵素モデルを用い、活性酸素病態の軽減に有効な金属酵素の分子設計を行った。得られた研究結果は以下の通りである。(1)カチオン性基、アニオン性基を有し、中心金属にFe,Cu,Mnを導入した水溶性ポルフィリン錯体を合成した。このポルフィリン誘導体の酸化還元電位は-0.3V(O_2/O_2)、+0.9V(O^-_2/H_2O_2)の間に位置し、O2^-を効率的に一電子酸化還元することが示された。(2)合成されたポルフィリン錯体の活性酸素消去能をチトクロームC法により評価した。Fe,Mn錯体では高いO^-_2消去能を示したが、Cu錯体での活性は殆ど認められなかった。カチオン性ポルフィリン錯体でのO_2消去能は極めて高く、アニオン分子であるO2^-との相互作用が示唆された。酸化還元機構、反応速度(=4x10^71/Msec)についても明らかにした。(3)ポルフィリン錯体の活性酸素消去能は血漿タンパク質存在下でも維持され、生体内での安定性が示唆された。

人体中的活性氧具有重要的生物防御功能，可在正常情况下杀死外国敌人，例如病毒，但是在降低细胞功能的疾病中，在较大面积上产生活性氧，这非特异性地攻击细胞膜和生物学成分。为了快速消除参与疾病和病理发展和发展的活性氧，在产生活性氧的部位有选择性地诱导抗氧化剂物质很重要。申请人发现，卟啉金属络合物特异性捕获和消除了超氧化物（O^-_2），这在活性氧中特别广泛地构成生物危险。使用这种具有抗氧化功能的新酶模型，我们设计了有效减少活性氧病理学的分子金属酶。获得的研究结果如下：（1）具有阳离子和阴离子基团的水溶性卟啉配合物，其中将Fe，Cu和Mn引入中央金属中。该卟啉衍生物的氧化还原电位位于-0.3V（O_2/O_2）和 +0.9V（O^-_-2/H_2O_2）之间，并且已显示可有效氧化和氧化还原O2^ - 。（2）通过细胞色素C方法评估合成的卟啉复合物消除活性氧的能力。 Fe，Mn复合物具有很高的O^-_ 2消除能力，但在CU复合物中观察到的活动很少。阳离子卟啉复合物具有极高的消除O_2的能力，这表明与阴离子分子O2^ - 相互作用。还阐明了氧化还原机制和反应速率（= 4x10^71/msec）。（3）即使在存在血浆蛋白的情况下，卟啉蛋白复合物消除活性氧的能力也得到了维持，这表明其在体内的稳定性。