Cu,Zn-スーパーオキサイドディスムターゼの変異と筋萎縮性側索硬化症

铜、锌超氧化物歧化酶突变与肌萎缩侧索硬化症

• 批准号: 06770102
• 负责人: 藤井 順逸
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Osaka 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06770102/
• 关键词: Antioxidative Enzyme; Cu,Zn-superoxide Dismutase; Amyotrophic Lateral Sclerosis; Reactive oxygen; Motor neuron; Baculovirus

遺伝性の筋萎縮性側索硬化症(ALS)の患者ではCu,Zu-SOD遺伝子(SOD1)に変異をが報告されているが、日本人の2家系に新しい遺伝子変異を見い出した。しかし、SOD1に変異をもつALSの患者では、赤血球中のSOD活性が低下しているが、それが変異酵素の比活性の低下によるものか、それとも酵素の不安定さを反映した結果なのか明らかではなかった。そこで、この点を明確にするために哺乳動物により近い昆虫細胞にバキュロウイルスベクターを用いて遺伝子導入し、発現されたリコンビナントSODの酵素学的性質を調べた。野生型Cu,Zu-SODをまず発現させたところ、大量のタンパク質の産生が認められたものの活性は検出できなかった。しかし、培地にCuを添加することによって酵素活性の回復が認められた。この産生系では昆虫細胞中の可溶性タンパク質の約1/3がCu,Zu-SODとなるため、産生されたリコンビナント酵素をイオン交換とゲルろ過カラムによって容易に精製できた。同様にして三種類の変異Cu,Zu-SODを発現させ精製したところ、Gly^<41>→Asp、His^<43>→Argはそれぞれ正常の約47%と66%の活性を示し、Gly^<85>→Argでほぼ100%の活性を有していた。さらに精製酵素を用いて、活性低下の原因が酵素の安定性の低下を反映していることを明らかにした。こうしたCu,Zu-SODの活性低下によるO_2の蓄積は、生体におけるFenton反応を加速し、反応性の高いヒドロキシラジカルの産生を促す結果、運動神経の傷害を起こすものと考えられる。

Cu,Zu-SOD gene (SOD1) has been reported to be different in patients with inherited muscular atrophic lateral sclerosis (ALS). In ALS patients, SOD activity in red blood cells is lower than that in healthy individuals, and the activity of enzymes in red blood cells is lower than that in healthy individuals. The enzyme properties of SOD in mammalian cells are regulated by the introduction and development of DNA. Wild-type Cu,Zu-SOD is found in the presence of a large number of enzymes, and its activity is detected in the presence of enzymes. The enzyme activity was recovered after Cu addition. The production of this enzyme is about 1/3 of the soluble protein in insect cells. Cu,Zu-SOD is easily purified by enzyme exchange. The activity of Cu,Zu-SOD was refined, Gly^<41>→Asp, His^ → <43>Arg was about 47% and 66% higher than that of normal, and Gly^<85>→Arg was about 100% higher than that of normal. The reasons for the low activity of purified enzymes are reflected in the low stability of enzymes. The accumulation of O_2 due to the low activity of Cu,Zu-SOD, the acceleration of Fenton reaction in vivo, the promotion of high activity of Cu, Zu-SOD, and the initiation of sports injury are discussed.

项目成果

Ikeda,Yoshitaka: "Expression of an Active Glycosylated Human γ-Glutamyl Transpeptidase Mutant That Lacks a Membrane Anchor Domain." Proc.Natl.Acad.Sci.USA.92. 126-130 (1995)

Ikeda, Yoshitaka：“缺乏膜锚定结构域的活性糖基化人 γ-谷氨酰转肽酶突变体的表达。”Proc.Natl.Acad.Sci.USA.92 (1995)。

Kayanoki,Yoshiro: "Suppression of Antioxidative Enzyme Expression by Transforming Growth Factor-β1 in Rat Hepatocytes" J.Biol.Chem.269. 15488-15492 (1994)

Kayanoki, Yoshiro：“大鼠肝细胞中转化生长因子-β1 抑制抗氧化酶的表达”J.Biol.Chem.269（1994）。

Smith,Terry K.: "Different Sites Acivicin Binding and Inactivation of γ-Glutamyl Transpeptidase" Proc.Natl.Acad.Sci.USA.92. in press (1995)

Smith, Terry K.：“不同位点 Acivicin 结合和 γ-谷氨酰转肽酶失活”Proc.Natl.Acad.Sci.USA.92 出版（1995）。

Nakano,Ryoichi: "A Novel Mutation in Cu/Zn Superoxide Dismutase Gene in a Japanese Familial Amyotrophic Lateral Sclerosis." Biochem.Biophys.Res.Commun.200. 695-703 (1994)

Nakano,Ryoichi：“日本家族性肌萎缩侧索硬化症中铜/锌超氧化物歧化酶基因的新突变。”

Hirano,Makito: "A New Variant Cu/Zn Superoxide Dismutase(Val→Glu)Deduced from Lymphocyte mRNA Sequences from Japanese Patients with Familial Amyotrophic Lateral Screlosis" Biochem.Biophys.Res.Commun.204. 572-577 (1994)

Hirano, Makito：“从日本家族性肌萎缩侧索硬化症患者的淋巴细胞 mRNA 序列中推导出的新变体铜/锌超氧化物歧化酶（Val→Glu）”Biochem.Biophys.Res.Commun.204（1994）。