Molecular mechanism of cataract induced by the ultra-violet radiation through the ozone-hole occurred over the Antarctica

南极上空臭氧空洞紫外线辐射诱发白内障的分子机制

• 批准号: 18510022
• 负责人: YAMAMOTO Tatsuyuki
• 金额: $ 2.72万
• 依托单位: Shimane University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18510022/
• 关键词: 生態系影響評価; 南極; オゾンホール; 紫外線; 白内障; 眼; 分光学; コラーゲン; クリスタリン

研究成果の概要:南極上空に発生するオゾンホールにより増加したB領域の紫外線が,動物眼の角膜や水晶体に及ぼす影響を,分子分光学的手法により研究した。牛角膜に紫外線を照射すると,照射時間に応じて,角膜コラーゲンのアミドII赤外バンドの強度が,アミドI赤外バンドと比較して強度を減少させることが,FT-IR測定によって明らかになった。これは,コラーゲンの主成分であるプロリン残基が紫外線によって損傷を受けた結果と解釈された。また,ビタミンを添加した牛眼試料では,上記の強度減少が抑制されることも確かめられた。更に,南極で紫外線曝露した牛眼の水晶体の近い赤外ラマン散乱測定の結果,水晶体のトリプトファン残基由来のラマンシグナルが,他のアミノ酸残基と比較して著しく減少していることが明らかになった。主にシステイン残基が酸化されて重合することが原因で生じる老化による白内障とは,明らかに異なる機構で紫外線による白内障が進行していることを示していた。一方,南極昭和基地周辺で実施した,野生アデリーペンギンの眼の目視による調査では,眼に異常を来たしている個体を発見することは出来なった。ただし,ペンギン眼の分光学的な調査を実施しているわけではないので,分子レベルでの異常が眼に発生しているかどうかは未だに不明である。また,南極昭和基地周辺の紫外線強度の季節変動を連続的にモニターする目的で,昭和基地の環境科学棟に設置した分光装置の記録を日本に持ち帰って検討した。その結果,太陽光高度が等しい春と秋の紫外線強度が大きく異なり,春の強度が明らかに大きいことや,夏と比較してもB領域紫外線に限ってみると春の強度の方が大きいことも明らかになった。このように,本研究によって紫外線が眼に引き起こす白内障などの異常を分光学的手法によってある程度解明することが出来た。オゾンホールによる紫外線強度の増大による影響を今後も継続して調査することが望ましい。

Summary of research results: UV radiation in the B field, effects on cornea and lens of animal eyes, and molecular spectroscopic techniques The intensity of UV irradiation on bovine cornea decreased with increasing irradiation time and FT-IR measurement. The main component of the protein is the protein residue, which is damaged by ultraviolet rays. In addition, the strength of the bull's eye sample was reduced and the inhibition was confirmed. In addition, the ultraviolet exposure of the lens of the cow's eye was measured. The origin of the crystal residue was determined, and the acid residue of the crystal was reduced. The main reason for this is that the cataract is caused by ultraviolet radiation. On the other hand, the Antarctic Zhaohe base is surrounded by wild animals, and the eyes are observed. In addition, the investigation of the optical spectrum of the eye is carried out in the middle of the day, and the abnormal appearance of the molecular spectrum is unknown. In addition, the seasonal variation of ultraviolet intensity around Showa base in Antarctica is continuously monitored. The purpose of this study is to set up a spectroscopic device in Showa base. As a result, the height of sunlight is equal to the intensity of ultraviolet rays in spring and autumn. The intensity of ultraviolet rays in spring is equal to that in summer. The intensity of ultraviolet rays in spring is equal to that in summer. This study is aimed at clarifying the degree of cataract induced by ultraviolet rays. The increase in UV intensity in the first half of the year will have an impact on future investigations.

项目成果

The Effect of Glucosyl-β-cyclodextrin on the Hydrogen-Deuterium Exchange Rate Constant of the Peptide bonds of Chicken Egg White Lysozyme in a D_2O Solution.

D_2O 溶液中葡萄糖基-β-环糊精对鸡蛋清溶菌酶肽键氢氘交换速率常数的影响。

• 发表时间: 2008
• 期刊: J. Mol. Struc. 888
• 作者: Keisuke Yoshikiyo;Masatoshi Sugimoto;Yuji Aso;Tetsuya Takahashi;Yoshihisa Matsui;and Tatsuyuki Yamamoto
• 通讯作者: and Tatsuyuki Yamamoto

Binding and Catalytic Properties of 2-O-and3-O-permethylated Cvclodextrins

2-O-和3-O-全甲基化环糊精的结合和催化性能

• 发表时间: 2009
• 期刊: Bull. Chem. Soc. Jpn. 82
• 作者: T. Nagata;K. Yoshikiyo;Y. Matsui & T. Yamamoto
• 通讯作者: Y. Matsui & T. Yamamoto

南極昭和基地の紫外線が生物の眼に及ぼす影響に関する分光学的研究

南极昭和站紫外线对生物眼睛影响的光谱研究

• 发表时间: 2009
• 作者: Tetsuya TAKAHASHI;Atsuo KONDA;Tatsuyuki YAMAMOTO;佐野 到;山本達之,高橋哲也,吉清恵介,村上直輝,古寺由樹,藤田耕樹,神田啓史,伊村智,工藤栄
• 通讯作者: 山本達之,高橋哲也,吉清恵介,村上直輝,古寺由樹,藤田耕樹,神田啓史,伊村智,工藤栄

リン酸及びチオリン酸エステルのアルカリ加水分解速度に及ぼすシクロデキストリン類の影響

环糊精对磷酸和硫代磷酸酯碱解速率的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: 長田拓也;山本健太;吉清恵介;松井佳久;山本達之
• 通讯作者: 山本達之

A ^1H NMR Spectroscopic Study on the Tryptophan Residues of Lysozyme Included by Glucosyl-β-cyclodextrin.

葡萄糖基-β-环糊精包含的溶菌酶色氨酸残基的 ^1H NMR 光谱研究。

• 发表时间: 2009
• 期刊: J. Mol. Struc. 920
• 作者: Tatsuyuki Yamamoto;Teruya Kobayashi;Keisuke Yoshikiyo;Yoshihisa Matsui;Tetsuya Takahashi and Yuji Aso
• 通讯作者: Tetsuya Takahashi and Yuji Aso