Mechanism of oxidative stress cooperatively induced by nanoparticles and transition metal

纳米颗粒与过渡金属协同诱导氧化应激机制

• 批准号: 22H01895
• 负责人: 平野 篤
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01895/
• 关键词: タンパク質; ナノ粒子; タンパク質コロナ; 酸化還元; 分子動力学計算

本年度は、カーボンナノチューブを使用して、補酵素への酸化ストレスにおける遷移金属の影響を詳細に調査した。補酵素としてニコチンアミドアデニンジヌクレオチドを利用した。ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドには還元型のNADHと酸化型のNAD+が存在する。カーボンナノチューブの存在下では、NADHからカーボンナノチューブへ電子移動が起こり、NADHが酸化されることが明らかになった。遷移金属が共存する条件下では、遷移金属がカーボンナノチューブによるNADHの酸化反応を触媒することも明らかになった。過去の研究において、カーボンナノチューブが細胞内に取り込まれると細胞内のNADH/NAD+比が変化することが報告されている。本研究の結果は、このようなNADH/NAD+比の変化が、カーボンナノチューブによるNADHの酸化反応に起因することを示唆している。なお、カーボンナノチューブに対する結合量はNADHよりもNAD+のほうが多いことが実験から示された。この結合量の違いは、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドの分子間の静電反発力に起因することが分子動力学計算の結果から示唆された。本研究成果は、カーボンナノチューブが細胞内の代謝系に影響を与えるメカニズムを提案するものであり、カーボンナノチューブが有する酸化ストレスの理解につながる有益な結果となった。今後、カーボンナノチューブ以外のナノ粒子にも本メカニズムを適用できるか調査することにより、ナノ粒子が有する酸化ストレスの全貌を理解できる可能性がある。

This year, we conducted a detailed investigation into the effects of the use of enzymes and the transfer of metals. The vitamin C can be used to treat various diseases. The presence of NADH, NADH and NAD+ in the presence of NADH, NADH and NAD+ in the presence of NADH, NADH, NADH and NAD+ in the presence of NADH. The electron mobility of NADH is activated by NADH and the electron mobility is activated by NADH. Under the condition of migration of metals, NADH can be used as catalyst. Previous studies have shown that intracellular NADH/NAD+ ratio changes are not possible. The results of this study indicate that the NADH/NAD+ ratio changes and the causes of NADH acidification The amount of NADH combined with the amount of NAD+ added to the mixture is shown in Figure 1. The results of molecular dynamics calculations show that the electrostatic reaction force between molecules is due to the violation of the binding amount. The results of this study are useful for understanding the effects of acidification on metabolic systems in cells. In the future, it is possible to understand the whole picture of the acidification of particles other than those in the research field.