ミトコンドリア外Coenzyme Qの還元機構とその生理的存在意義の解明

线粒体外辅酶Q的还原机制及其生理意义的阐明

• 批准号: 14760091
• 负责人: 高橋 隆幸
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Kobe Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14760091/
• 关键词: コエンザイムQ; ユビキノン; ユビキノール; アポトーシス; 脂質過酸化; 酸化還元酵素; 紫外線; HeLa細胞; coenzyme Q; ubiquinone; ubiquinol; キノン還元酵素; ミトコンドリア; 電子伝達系; 亜鉛; 阻害剤; oxidoreductase; DT-diaphorase; lipoamide dehydrogenase; purification; rat liver

HeLa細胞の培養液に添加したCoenzyme Q_9 (CoQ_9)は、濃度依存的・経時的に細胞内に取り込まれ、その60〜80%は還元型のユビキノール(CoQH_2)として検出された。この外因性CoQの還元はZn^<2+>により強力に阻害された。そこで次に、この細胞内でのCoQ還元がHeLa細胞内でどのような生理作用を発揮するか検討するため、UV誘導アポトーシスとt-Buthyl Hydroperoxide誘導脂質過酸化反応に対する効果を検討した。HeLa細胞へのUV-BあるいはUV-Cの照射は、DNA断片化、細胞内Caspase-3の活性化や、ミトコンドリアからのCytochrome c遊離を特徴とするアポトーシスを引き起こした。50μM CoQ_9,16時間の前処理は、細胞内CoQH_2含量をおよそ15倍増加させたが、UV-BあるいはUV-C照射によるこれらアポトーシスの生化学的指標に対し全く影響を与えなかった。同様の結果は、過酸化水素やα-Tocopherol Succinateで誘導されるアポトーシスでも見られた。一方、t-Buthyl Hydroperoxideで誘導される脂質過酸化反応と、それに伴う細胞からの乳酸デヒドロゲナーゼの漏出は、CoQ_9前処理により有意に抑制された。これらの結果は、HeLa細胞内のCoQ還元機構が、CoQを還元することで細胞の抗酸化能を上げ、それに伴う細胞死(ネクローシス)を防御する働きを持つが、アポトーシスには何ら影響を与えないことを示す。活性酸素などのミトコンドリアからのCytochrome c遊離を主経路とするアポトーシスは、細胞へのCoQあるいはCoQH_2添加により抑えられることが既に報告されている。そのため、この研究で得られた結果との矛盾点の解明が、今後の研究の新たな課題となった。

随着时间的推移，将辅助酶Q_9（COQ_9）以浓度依赖性方式在细胞中吸收在细胞中，其中60-80％被检测为减少泛氨醇（COQH_2）。 Zn^<2+>强烈抑制了外源性COQ的减少。接下来，我们研究了HELA细胞细胞中COQ降低的生理影响，并检查了对紫外线诱导的凋亡和T-B-Buthy氢过氧化物诱导的脂质过氧化的影响。用UV-B或UV-C辐射HeLa细胞引起的凋亡，其特征是DNA碎片，细胞内caspase-3的激活以及从线粒体中释放细胞色素C的特征。在50μMCOQ_9的情况下进行16小时的预处理增加了细胞内COQH_2含量大约15倍，但对这些通过UV-B或UV-C辐射对这些凋亡的生化指标没有影响。在过氧化氢和α-生育酚琥珀酸酯诱导的凋亡中也观察到了相似的结果。另一方面，通过COQ_9预处理可显着抑制由T孔基氢过氧化物诱导的脂质过氧化反应以及乳酸脱氢酶从细胞中的相关泄漏。这些结果表明，HeLa细胞内的COQ还原机制通过减少COQ来增加细胞的抗氧化能力，并保护所得的细胞死亡（坏死），但不会以任何方式影响凋亡。据报道，主要基于从线粒体等细胞色素C（例如活性氧）释放的凋亡可以通过向细胞中的COQ或COQH_2添加来抑制。因此，阐明与本研究中获得的结果的矛盾已成为未来研究的新挑战。

项目成果

高橋 隆幸: "コエンザイムQの歴史とその機能・効果"New Food Industry. 45・7. 1-10 (2003)

高桥贵之：“辅酶Q的历史及其功能和效果”新食品工业45・7（2003年）。