金属ーポドフィロトキシン関連錯体によるDNA鎖切断反応とその機構

金属鬼臼毒素相关复合物的DNA链断裂反应及其机制

• 批准号: 03241220
• 负责人: 桜井 弘
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyoto Pharmaceutical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03241220/
• 关键词: ポドフィロトキシン; VPー16; 金属錯体; 生物無機化学; DNA切断反応; ESRースピントラップ法; 活性酸素

メギ科植物Berberidiaceaeの根茎から抽出されるポドフィリンは、200年以上の前から下剤、利胆剤あるいは駆虫剤として用いられていた。1880年に有効成分ポドフィロトキシン(PD)が抽出され、1950年に構造が決定された。1983年に、PDは動物腫瘍細胞の増殖を阻害することが見出されて、癌の治療薬として注目された。現在PDの半合成誘導体VPー16(エトポシド)やVー26(テニポシド)が臨床的に用いられるに致っている。VPー16などの抗癌作用の機構には、DNAトポイソメラ-ゼIIが薬剤により再結合作用が阻害され、安定な複合体を生成し、それとDNA値が相互作用をすると考えられている。VPー16などは、部分構造としてシリンガ酸を含む特異な構造をしている。シリンガ酸は、還元性のフェノ-ル性水酸基を有し、また生体内金属イオンと錯体を形成するため、配位子と金属イオンとの酸化還元的錯生成反応の結果、酸素分子を活性化すると考えられる。こうして生成された活性酸素種はDNA分子を攻撃し、切断すると推定される。PD関連化合物の抗腫瘍活性の機構を、生物無機化学的観点から解明するこを目的として、初年度は基本的研究を行い、次の成果を得た。大腸菌由来のsupercoiled DNAを用い、PD関連化合物と金属イオン共存下、pH7.8の条件でDNA切断反応を検討したところ、Fe^<3+>とCu^<2+>存在下で強い活性が見出された。またPDー金属イオン系に紫外線を照射すると、完全な切断活性が観測された。以上の反応の機構を明らかにするため、錯形成反応、酸素吸収法、ESRースピントラップ法、あるいは活性酸素のスカベンジャ-等を用いて反応を詳細に検討した結果、錯形成反応とそれに続く酸素分子の活性化によるヒドロキシラジカル(・OH)の生成が明らかとなり、DNA切断活性の原因は、・OHによるものと推定し、新しい機構を提案した。

从黑色素植物植物的根茎中提取的podophyllin已被用作泻药，胆汁或驱虫剂，已有200多年了。在1880年提取了活性成分的podophyllotoxin（PD），并于1950年确定结构。1983年，PD发现PD抑制动物肿瘤细胞的生长，并引起人们的注意作为癌症治疗。当前，PD VP-16（依托泊苷）和V-26（Teniposide）的半合成衍生物适用于临床使用。据认为，抗癌作用（例如VP-16）的机制是，药物抑制了DNA拓扑异构酶II以形成稳定的复合物，而DNA值与它们相互作用。 VP-16等具有含有音调酸作为部分结构的独特结构。音序酸具有还原的苯酚羟基，还形成了活体中金属离子的复合物，并且由于配体与金属离子之间的氧化还原反应而被认为可以激活氧分子。假定活性氧因此产生了攻击和切割DNA分子。在第一年，进行了基础研究，目的是从生物无机化学的角度阐明与PD相关化合物的抗肿瘤活性的机制，并获得了以下结果。使用源自大肠杆菌的超螺旋DNA，我们在存在与PD相关的化合物和金属离子的情况下研究了pH 7.8下的DNA裂解反应，并在Fe^<3+>和Cu^<2+>存在下发现了强大的活性。此外，当在PD金属离子系统上用紫外线照射时，观察到完全切割活性。为了阐明上述反应的机制，我们使用复杂的形成反应，吸收氧，ESR旋转捕获方法或活性氧的清除剂进行了详细研究，并通过复杂的形成反应以及随后的氧气和氧化物的活性来估计了A OH oh oh oh oh cleav and oh oh oh cleav and complipper构造反应的形成（.OH）。

项目成果

北村 桂介,斉藤 寛,桜井 弘,千熊 正彦 編著: "薬学の機器分析" 廣川書店, 389 (1991)

Keisuke Kitamura、Hiroshi Saito、Hiroshi Sakurai、Masahiko Chikuma（编）：“药学仪器分析”广川书店，389（1991）

桜井 弘 他: "metalーamel Photoーinducel Cleavoge of DNA by Podophyllotoxin,Etoposide,and their Relatecl Compounds" Molewlon Pharmacoligy. 40. 965-973 (1991)

Hiroshi Sakurai 等人：“鬼臼毒素、依托泊苷及其相关化合物对 DNA 的金属釉光诱导裂解”Molewlon Pharmacoligy 40. 965-973 (1991)。

菊川 清見,桜井 弘 編箸: "フリ-ラジカルとくすり" 廣川書店, 330 (1991)

Kiyomi Kikukawa 和 Hiroshi Sakurai 编辑：《自由基与医学》广川书店，330（1991）