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無 お よび低 カ タ ラー ゼ血 症 マ ウス の カ タ ラー ゼ分 子 の性 質 に関 す る研 究

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Academic year: 2022

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(1)無 お よび低 カ タ ラー ゼ血 症 マ ウス の カ タ ラー ゼ分 子 の性 質 に関 す る研 究 第3編 マ ウ ス赤 血 球 カ タ ラ ー ゼ の 分 画 及 び等 電 点 電 気 泳 動 に よ る分 析 岡山六学医学部公衆衛生学教室(指 導:緒 方正名教授) 佐. 藤. 征. 紀. (昭和63年2月25日 受稿) Keywords:変. 緒. 異 マ ウ ス,カ. タ ラ ー ゼ,フ. ラ ク シ ョ ン,DEAE,異. 型性. 的 高 い カ タ ラー ゼ 活 性 が 認 め られ,著 言. 者 が先 に. 行 っ た マ ウ ス の 肝 カ タ ラー ゼ の 陰 イ オ ン 系 界 面 1948年 、高 原1)に よ っ て 報 告 さ れ た常 染 色 体 性 劣 性 遺 伝 疾 患 で あ る 無 カ タ ラー ゼ 血 症 は,ホ. 活 性 剤 と 蛋 白質 変 性 剤 に よ る 活 性 阻 害 度 や,加. モ. 温,pHに. 対 す る安 定 性29吸 び 等 電 点 に も正 常 と. 接 合 体 で は 赤 血 球 カ タ ラ ー ゼ が 欠 損 し て おり2). 変 異 マ ウ ス の 残 余 カ タ ラー ゼ 問 に 差 が 認 め られ. ヘ テ ロ接 合 体3)では正 常 人 の約50%の. た(第2編. 活性が認め. に 記 述).こ. れ ら の 事 か ら,ア. ミ ノ酸. られ て い る4)5).本症 は そ の 後 ス イ ス 人61,ペ ル ー. 置 換 に よ り変 異 酵 素 が 出 来,赤. 人7)で も報 告 され,さ らに マ ウ ス に放 射 線 照 射 す. に 従 っ て 活 性 が 低 下 す る‑即. る こ とに よ り血 液 中 の カ タ ラー ゼ 活 性 度 の 異 な. 造 遺 伝 子 に 変 化 の あ る こ と を推 定 す る事 が 出 来. る変 異 マ ウ ス8)が見 出 され て い る.. る. 一方. 8本 人 の 無 カ タ ラ ー ゼ 血 症 の 赤 血 球 カ タ ラー ゼ の 活 性 は,正 常 の そ れ の0.2%程. 度 で あ り2),. 血球 が 成熟す る ちカ タラーゼ の構. ,白 人 の 正 常 人 赤 血 球 カ タ ラー ゼ に は 異. 型 性heterogeneityが. こ の痕 跡 量 存 在 す る残 余 カ タラー ゼは 熱 安 定 性9),. Thorup21)に. 網 状 赤血 球 と成 熟 赤 血 球 との間 の分 布107,イオ ン. タ ラ ー ゼ をDEAE・. 交 換 ク ロマ トグ ラ フ ィー に よ る分 画 塒,二 重 免 疫. を用 い てA,. 存 在 す る こ と が1964年. よ り明 らか に され た.即 ち 赤 血 球 カ カ ラ ム ク ロマ トグ ラ フ ィー. B, C3分. 画 に 分 離 す る と,A分. 画. 拡 散12)およ び 免 疫 電 気 泳 動 に よ る移 動 度13),シ ョ. は 幼 若 赤 血 球 に,C分. 糖 密 度 勾 配 遠 心 法 に よ る分 子 量9)も ほ ぼ 等 し く,. が 認 め ら れ た.日. 著 者 らに よ るアガ ロー スゲ ル 等 電 点 電 気 泳 動14)で. 症 の 残 余 カ タ ラ ー ゼ に つ い て も,緒 方 らl1)によ り. も等 電 点 に 差 異 は 認 め ら れ なか っ た 。 又,赤 血. A,. 球 以 外 の 臓 器 に も殆 ど カ タ ラー ゼ 活 性 は 認 め ら. タ ラ‑ゼ 血 症 では や やA分. れ な い.こ. な い事 が 認 め られ た.そ. の 点 か ら,日 本 人 の 無 カ タ ラー ゼ 血. B, C3分. 画は成熟赤 血球 に多いこ と. 本 人 の 無 及 び低 カ タ ラー ゼ 血. 画 が 認 め られ 測 定 さ れ た が,無 カ 画 が 多 くC分 画 が 少 こ で著 者 は 変 異 マ ウ ス. の 溶 血 液 に つ い て も分 画 を試 み,正. 症 は 酵 素 の 量 的 異 常 に よ る 可 能 性 が 強 い.. 無 カ タ ラ ー ゼ 血 症 マ ウ ス,無. これに対 しス イス人や変 異マ ウスの無 カ タラ. 常 マ ウ ス,. カ タ ラー ゼ 血 症 異. ー ゼ 血 症 の 赤 血 球 カ タ ラー ゼ は,網 状 赤 血 球 に. 型 接 合 体 マ ウ ス の 赤 血 球 カ タ ラー ゼ に も,ヨ ー. お け る残 余 カ タ ラー ゼ の 活 性 が 正 熟 赤 血 球 の そ. ロ ッパ 人,日 本 人 と同 じ く異 型 性 の 存 在 を 認 め. れ に 比 べ き わめ て 高 くlb)187,かつ 熱 に 対 して 不 安. た. 本 報 で は,無. 定17)18)で,電 気 泳 動 易 動 度 に も差 が あ っ たl7)19), 又,変. カ タラーゼ 血症 マ ウスの残 余 カ. タ ラー ゼ の 分 子 構 造 の 変 異 を調 べ る 目的 で 赤 血. 異 マ ウ ス で は 赤 血 球 以 外 の 組 織 に も比 較 429.

(2) 430. 佐. 藤. 球 溶 血液 をDEAE・. カ ラ ム クロ マ トグ ラ フ ィー. に よ っ て 分 画 し,得. られ た 各3分. 画 の構 成比 と. 等 電 点 を 調 べ た の で 報 告 す る.. 征. 紀. 2.DEAE・カ. ラ ム ク ロ マ トグ ラ フ ィ.21). 上 述 の 溶 血 液2mlは ス飽和,pH6.8)の. (φ20×440mm)中 料 及び 溶血液 の調 製. 生 後1〜3ヶ. 体:CbsCbs,無 Cbsの3種. 充填 したカ ラム. を流 し溶 出 させ た.ま ず,0.001. Mの 燐 酸 バ ッフ ァ ー を50m2流 し,0.003Mで50ml,. 月 齢 の 純 系C3Hの. (野性 型):CasCas,無. 素ガ. 濃 度 を段 階 的 に 変 え,DEAE. セ フ ァ セ ル(Pharmacia社)を. 案験材 料 および方 法 1.材. 燐 酸 バ ッ フ ァー(窒. マ ウ スで 正 常. 力 タ ラー ゼ 血 症 同 型 接 合. カ タ ラー ゼ 血 症 異 型 接 合 体:Cas. 0.01Mで125m2,0.1Mで125m8と ‑tion tubeに 3.カ. は5ml分. 変 え て 各frac. 取 した.. タ ラー ゼ 活 性 ・蛋 白濃 度 の 測 定. を 用 い た.各 マ ウ ス の 眼 窩 静 脈 叢 よ り. 過棚 素 酸 ナ トリ ウ ム を 基 質 と し,過 マ ン ガ ン. ヘ パ リ ン添 加 の 毛 細 管 で採 取 した 血 液 を,窒 素. 酸 カ リ溶 液 を用 いて 滴 定 す る松 原 らの 方 掛7)に 準. ガ ス飽 和 生 理 食塩 水 で3度. 洗 浄 し,バ ッ フ ィー. コ ー トを除 去 した 赤 血 球 沈 渣 を 作 製 し た.そ. じた.溶 出 液 の 蛋 白濃 度 は トネ イ ン・TP(大 し. 薬 社)に. よ る590㎜. の 吸 光 度 の 変 化 で,溶. て 赤 血 球 量 の1.5倍 量 の 氷 冷 純 水 を加 え,4℃1. の 血 色 素 量 は 吸 光 度540nmを. 時 間 静 置 して 溶 血 後,O.OO1M,. した.. pH6.8の. 燐 酸バ. ッ フ ァ ー 中 で24時 間 透 析 した 後,105,000×g60 分 超 遠 沈 した 上 清 を本 実 験 に 用 い た.. 4.ア. Chromatographic. pattern of erythrocyte. 出液. 分光 光度 計で測定. ガ ロ ー ス ゲ ル 等 電 点 電 気 泳 動22). DEAE‑カ. ラ ム ク ロマ トグ ラフ ィー で カ タ ラ ー. ゼ 活 性 が 認 め ら れ る分 画 の 溶 出 液 は,コ. Fig. 1. 塚製. catalase in normal hemolysate. (CsaCsa). ロジオ.

(3) 無 カ タ ラー ゼ血 症 マ ウ ス の カ タ ラ ーゼ 分 子 の 性 質 ン バ ッ ク(Sartorius社)を 性 が1.OPU/mlに. 用 い て カ タ ラー ゼ 活. (オ リエ ン タ ル 酵 母 工 業 社)を. ガ ロ ー ス ・ゲ ル は1%のAgarose. (Pharmacia. 社),12%のD‑ソ. 井 化 学 薬 品社),0.4%のStarch 液 をwater‑bathで 体Pharmalyte. 用 い た.. な る まで 濃 縮 し,10μlつ つ 小 濾 実. 紙 片 に 浸 透 さ せ て ゲ ル 上 に 添 加 し電 気 泳 動 を行 っ た.ア. 431. IEF. 1.. ーに よ る 分 画 構 成 比. solubileの 水 溶. a.正. (Pharmacia社)を. ス)の. 最終. 結. 果. カ ラ ム ク ロ マ トグ ラ フ ィ. ル ビ トー ル(半. 加 熱 溶 解 の 後75℃ で 両 性 担 pl3‑10. DEAE・. 験. 常 マ ウ ス:Fig.1はCasCas(正 溶 血 液 のDEAF・カ. 常マ ウ. ラ ム ク ロ マ トグ ラ フ. ィー を 示 す 成 績 で あ る.す な わ ち,0.OO1M燐. 酸. 濃 度6%に な る よ う に 加 え る.こ れ を1.2mmの 均 一 な 厚 さ に な る様 ガ ラ ス板 上 に 注 ぎ広 げ ,4℃. バ ッ フ ァー に よ っ て ヘ モ グロ ビ ン ・ピー クが 溶. の 冷 蔵 庫 に一 晩 入 れ て 強 度 を増 加 させ た ゲ ル を. の フ ラ ク シ ョ ンAとBが. 使 用 し た.電 極 液 の 陰 極 は1MのNaOH:溶. バ ッ フ ァ ー に よ っ て フ ラ ク シ ョンCが. 陽 極 は0.05MのH2SO4溶. 出 し,0.01Mの. 液,. 液 と し,漸 次 電 圧 を 高. くす る通 法 に よ り電 気 泳 動 を行 っ た.カ. た.こ. タラー. Thorupら. 2. の 方 法as)に従 っ て カ タ ラー ゼ 蛋 白の 存. Chromatographic. sa Csb).. pattern. of erythrocyte. 中. 燐酸. 溶 出 され. 結 果 や,8本. 人 の それ に 行 っ た緒. 方 ら1l)の成 績 に類 似 して い る, b.無. 在 部 を確 認 し た。 等 電 点 の 測 定 に はpl‑Marker. Fig.. 溶 出 し,0.1Mの. の 成 績 は 白 人 の 赤 血 球 カ タ ラー ゼ に 行 っ. たThorup21)の. ゼ 活 性 染 色 は ヨー ド ・デ ン プ ン 反 応 を応 用 し た. 燐 酸 バ ッ フ ァー で カ タ ラ‑ゼ. カ タ ラー ゼ 血 症 異 型 接 合 体 マ ウス:Fig.. 2はCasCbs(無. catalase. in acatalasemic. カ タ ラー ゼ 血 症 異 型 接 合 体 マ ウ. hetelozygote. hemolysate. (C.

(4) 432. 佐. Fig. 3. Chromatographic. Fig.. Distribution. ス)の. 4. 藤. pattern of erythrocyte. of catalase. activity. B,. Cの 存 在 が 認 め られ た,し か し,. 各 フ ラ ク シ ョ ン の カ タ ラー ゼ 活 性 度 は 正 常 に 比 べ て 低 く,フ. ラ クシ ョンの総 和は正 常の そ れの. 約1/2を 示 した.. 紀. catalase in acatalasemic. in the erythrocyte. 成 績 で あ り,正 常 マ ウ ス と 同様 に フ ラ ク. シ ョ ンA,. 征. fraction c.. hemolysate. A, B and C from. (CsbCsb). various. mice.. 無 カ タラー ゼ 血 症 同 型 接 合 体 マ ウス:Fig.. 3はCbsChs(無. カ タ ラー ゼ 血 症 同 型 接 合 体 マ ウ. ス)のDEAE・. カ ラ ム ク ロ マ トグ ラ フ ィー に よ. る 分 画 を示 しCasCbsと. 同 じ くフ ラ ク シ ョ ンA,. B, Cの 存 在 が 認 め られ た が,各 フ ラ ク シ ョ ン の.

(5) 無 カ タ ラー ゼ 血 症 マ ウ ス の カ タ ラ ー ゼ 分 子 の 性 質 Table. Fig. 5. 1 Distribution. of catalase. activity. in the erythrocyte. Agarose isoelectric focusing of erythrocyte catalase isolated from normal mouse (CsaCsa) blood, fraction A, B and C.. カ タ ラー ゼ 活 性 度 はCasCbsよ 又, 0.001M燐. り も更 に 低 か った.. 酸 バ ッ フ ァー で 溶 出 さ れ るヘ モ グ. fraction. Fig. 6. 433. A, B and C from various. mice.. Agarose isoelectric focusing of erythrocyte catalase isolated from acatalasemic mouse (CsbCsb) blood, frac tion A, B and C.. を測 定 し, 3分 画 の構 成 比 を 算 出 した(Fig. 及 びTable. 1).即. ち, CasCasは,フ. 4. ラ クシ ョン. ロ ビ ン ・ピ ー ク に も カ タ ラ ー ゼ 様 活 性 が 認 め ら. A, Bが 各 々20%位. で あ る の に 対 し て,フ ラ ク シ. れ た.. ョンCが. 多 く, CasCbsは. 以 上 のCasCas,. CasCbs,. つ い て フ ラ ク シ ョ ンA,. CbsCbs3種. B, Cの. マ ウ スに. カ タ ラー ゼ 活 性. A,. 約60%と. フ ラ クシ ョン. B, Cが ほ ぼ 同 じ位 の 構 成 比 で も フ ラ ク シ ョ. ンCが. や や 多 く, CbsCbsで は 逆 に フ ラ クシ ョ ン.

(6) 434. 佐. Table. 2 pI values. of erythrocyte. and acatalasemia. Fig.. 7. Agarose. Aが. focusing. of. eryth-. in the A fraction from CsaCsb, Acatalasemic. heterozygote; Acatalasemic. catalase-fraction. 征. 紀. A, B and C from. normal,. acatalasemic. heterozygote. mouse.. isoelectric. rocyte catalase various mice.. 藤. CsaCsa,. Normal;. CsbCsb,. homozygote.. Fig.. 8. Agarose rocyte. isoelectric catalse. focusing. in the. of. eryth-. C fraction. from. various mice. CsaCsb, Acatalasemic heterozygote; CsaCsa, Normal; CsbCsb, Acatalasemic. homozygote.. ゼ 活 性 の 存 在 す る バ ン ド を 示 す.即. 等電 点電 気泳動. シ ョ ンAは,. 2.. や や 多 く認 め られ た,. a.. 各 種 マ ウ ス のA,. B,. C分 画 の 赤 血 球 カ. タ ラー ゼ 等 電 点 の 比 較 a‑1. 正 常 マ ウ ス:Fig. ョ ンA,. 5はCasCasの. pI5.4〜5.9,フ. pI5.2〜6.0,フ. ラ ク シ ョ ンCは,. フ ラ ク シ ョ ンA,. フ ラ クシ. ク シ ョ ンCは. B, Cの 等 電 点 電 気 泳 動 に よ る カ タ ラー. ち れ た(Table. B両. ち,フ. ラ ク. ラ ク シ ョ ンBは, pI5.0〜6.0と. 者 は ア ル カ リ性 側,フ. ラ. 僅 か に 酸 性 側 に 活 性 バ ン ドが 認 め 2)..

(7) 無 カ タ ラー ゼ 血 症 マ ウ ス の カ タ ラー ゼ 分 子 の 性 質 a‑2.. 無 カ タ ラ ー ゼ 血 症 マ ウ ス:Fig.6はCbs. Cbsの. フ ラ ク シ ョ ンA,B,Cの. 像 を 示 す.フ. ラ ク シ ョ ンAのpIは6.5〜7.3,B. はpI6.4〜7.3で. あ る の に 対 し て,フ. CはpI6.3〜7.2と. ラ ク シ ョ ンCに. 等 電点 電気泳 動. 2). CbsCesはpI6.3〜7.2. ラ クシ ョン. ーよ り 酸 性 に 近 く 認 め ら れ た. 画 に よ る各 種 マ ウ ス 赤 血 球. CasCbs3種. びB:CasCas,CbsCbs,. のpIを. CasCasの. 等電 点電. 比 較 し た.(Fig.7及. c.. pI5.4〜5.9(5.65)を. し,括. 素 活 性 バ ン ドの 中 心 点 のpI).活. ル カ リ性 側 に 近 くCasCasは 両 者 の 中 間 値 を 示 し た.フ. Fig.. 9. Comparison fractions a; The. っ て,CbsCbs,CasCbs,. 種 フ ラ'ク シ ョ ン に よ る マ. 成 績 を 総 括 し,相. 等 電 点 は,ア. ラ ク シ ョ ンBも. 1.. A,. B,. C分. of agarose. 同 じ. マ ウ スの フ. isoelectric. focusing. hemolysates. 画構 成 比. 合 体 マ ウ スCSCs,無. of erythrocyte. of various. mice.. The C fraction from hemolysates of various mice. Erythrocyte catalase isolated from CsaCse blood.. d;. Erythrocyte. isolated. カ タ ラー ゼ 血 症 同 型 接 カ タ ラー ゼ 血 症 異 型 接 合. 各 赤 血 球 カ タ ラー ゼ に 存 在 す. る フ ラ ク シ ョ ンA,Bと. b; c;. catalase. 察. 正 常 マ ウ スCasCas,無. 体 マ ウ スCasCbsの. A, B and C. A fraction from. 示 す.. 考. 酸 性 側 に,CasCbsは. 様 に3種. 互 の関係 を明. 孤 内は酵. 傾 向 で あ っ た. フ ラ ク シ ョ ンC:同. 酸 性. ウス赤血球 カタラー ゼ等電点 の比較. 性 バ ン ドの 中 心. 点 の 平 均 値 で 比 較 す る と,CbsCbsの. 同様の傾 向. 順 に ア ル カ リ性 側 に 近 い こ とが 分 か っ た .. ら か に し た も の をFig,9.に. 示 し た(但. 各赤 血球 カ タ. ほ ぼ その 中 間 に カ タ ラー ゼ 活 性 の. a. 及 びb,の. Cbsは,pI5.7〜6.5(6.10),CasCasは,. CasCbsは. ア ル カ リ性 側 に,CasCasは. 各 種 マ ウ ス,各. び. 2)CbsCbsは,pI6,5〜7.3(6.90),Cas. b‑2.. ち フ ラ ク シ ョ ンCの. ラ ー ゼ の 等 電 点 も フ ラ ク シ ョ ンAと. バ ン ドが 認 め ら れ た .よ. マ ウ ス の フ ラ ク シ ョ ンAを. 気 泳 動 し,そ Table. で あ つ た,即. 側 に,CasCbsは. カタラーゼ の等 電 点の比較 フ ラ ク シ ョ ンA及. (6.75),. びTable. CasCasはpI5.0〜6.0(5.50). を 示 し,CSCSは. A,B,C分. b‑1.. つ い て 調 べ た(Fig.8及. pI5.9〜6.5(6.20),. (Table2). b.. 435. from CsbCsb blood.. catalase. フ ラ ク シ ョ ンCの. from. various. 性質. mice and their.

(8) 436. 佐. は,等. 藤. 電 点 が 異 な る こ とか ら明 らか に 異 な る も. の と考 え られ る.一 方,Thorupら21)は. 白人の赤. 征. 紀. 泳 動 法 に よ る3種 マ ウ ス の 等 電 点 は,A,. B,. の す べ て の 分 画 でCbsCbs>CasCbs>CasCasの. C 順. 血 球 カ タ ラー ゼ の分 画 で は,フ ラ ク シ ョンA及. に 高 く,ア ル カ リ性 側 に あ っ た.マ. びBは,rechromatographyに. ラー ゼ の 等 電 点 電 気 泳 動 の 結 果 よ り推 定 す る と,. ョンCに. よってフ ラ クシ. 近 づ く傾 向 が あ るの で,isozymeと. え る よ り も,異 型 性heterogeneityを ク シ ョ ン と考 え,又,人. 考. もったフラ. の 赤 血 球 カ タ ラー ゼ に. 存 在 す る フ ラ ク シ ョンA,B,. Cは 赤 血 球 の 成 熟. CasCasとCbsCbsの. ウス脳 カ タ. 赤 血球 カタラーゼ等 量混合 液. は 少 く と もCasCbsの. 等 電 点 よ りpI rangeは. と考 え ら れ,そ の 差 異 か らCasCbsの. 高い. 赤 血球 カ タ. ラー ゼ も肝 と 同様,CasCasとCbsCbgの. サブユ ニ. 度 で 異 な り,網 状 赤 血球 に は 比 較 的 フ ラ ク シ ョ. ッ トを共 有 し て い る 可 能 性 が あ り,今 後 検 討 の. ンAが. 予 定 で あ る(Fig.9. 多 く,成 熟 赤 血 球 に は フ ラ ク シ ョ ンCが. a‑b).. 多 い と報 告 して い る.緒 方 ら はIBIは,無 カ タ ラー. マ ウ ス の 赤 血 球 カ タ ラー ゼ と肝 カ タ ラ ー ゼ の. ゼ 血 症 の マ ウ ス に フ ェ ニ ル ヒ ドラ ジ ン注 射 及 び 状 赤 血 球 を増. 等 電 点:著 者 が 先 に行 っ た 変 異 マ ウ ス 肝 カ タ ラ ー ゼ の 等 電 点 電 気 泳 動 の 結 果(第2編)と 比較. の 血液 中の カ タラーゼ 活性が. す る と,各 種 変 異 マ ウ ス赤 血 球 カ タ ラー ゼ の 等. 潟 血 に よ っ て 貧 血 を お こ させ,網 加 させ た 際 に,そ. 並 行 して 上 昇 す る こ と を 見 出 して い る.こ の こ. 電 点 は,肝. とか ら,無 カ タ ラー ゼ 血 症 の 成 因 と して カ タ ラ ー ゼ の生合 成障 害の 他に ,赤 血 球 の 成 熟 に と も. あ っ た(Table. カ タ ラー ゼ よ り酸 性 側 に あ り差 異 が 3).こ. の結 果 は,ラ. ッ トの 肝 カ. タ ラ ー ゼ と赤 血 球 カ タ ラ ー ゼ が 電 気 泳 動 易 動 度. な う 活 性 の 消 失 の 促 進 が も う一 つ の 因 子 と し て. を異 にす る 東 ら24)の報 告 及 び正 常 マ ウスの 肝,腎,. 考 え られ る.CbsCbs,CasCbsの. 赤 血 球 カ タ ラー ゼ の 電 気 泳 動 的 挙 動 の 差 に つ い. フ ラ ク シ ョンCが. CasCasと 比 べ 少 な い の は,CbsCbs,CasCbsの. 成熟. 赤 血 球 中 の カ タ ラー ゼ が,CasCasの 未 熟 な 赤 血 球. て のJonesら25)の. 結 果 と も沿 う も の で あ る.. 近 年Shafferら(1987)26〕. は, Osumiよ. り提. 中 の カ タ ラー ゼ に 近 い 分 布 を成 す 事 を示 して い. 供 さ れ た ラ ッ トの 肝 カ タ ラー ゼ のcDNAク. ロー ン. る.そ して,そ の 成 因 は,CbsCbs,CasCbsの. を 用 い て,マ ウ ス カ タ ラー ゼ のcDNAを. 作成 し. ク シ ョ ンCが A,Bが. フラ. 分 解 し易 い か,又 は フ ラ ク シ ョ ン. フ ラ ク シ ョ ンCに. 変 化 し に くい こ と を. を 比 較 し,両 マ ウ ス のgenomic. カ タ ラー ゼ DNAの. フラ グ. メ ン トの 長 さに は 差 が な く,カタ ラー ゼのmRNA. 示 して い る と考 え られ る. な お,CbsCbsは. た.こ れ を 用 い てCbsCbsとCasCasの. ヘ モ グ ロ ビ ン ・ピー ク に も カ タ. ラ ー ゼ 活 性 が 認 め ら れ た が,こ れ はCsCsの. ヘ. の サ イ ズ に も差 異 が な い と述 べ て い る.又SDS‑ PAG電. 気 泳 動 法 後 のimmuno‑fixationで. ある. モ グ ロ ビ ン よ り酸 化 生 成 され た メ トヘ モ グ ロ ビ. ウ エ ス タ ン プ ロ ッテ ィ ン グ 法 に よ っ て も,こ れ. ン がH202と. 反 応 し, Met‑hemoglobin‑HZOZ‑. ら の サ ブ ユ ニ ッ トの 大 き さ に 差 は 認 め られ ず,. compoundと. な り,そ の 作 用 に よ っ て 生 じ た も. 又,gene. transcription's. の で あ る と考 え られ る.. む し ろ,mRNAのtranslationや. 2.. 自 のturn‑over に. 等. 電. 点. 各 種 マ ウ ス のA,B,. C分 画 の 差;各. 種 マ ウス. て い る.本. mRNAの. 安 定性 よ り カ タ ラー ゼ 蛋. 差 異 が あ るの で は ないか と述 べ. 報 の 等 電 点 の 成 績 は,無. カ タ ラー ゼ. カ タ ラ ー ゼ 蛋 白 の 異 型 性 を分 画 し,等 電 点 の 差. 血 症 の カ タ ラ ー ゼ 蛋 自の 方 が 正 常 の そ れ よ り も. 異 を調 べ た の は 本 研 究 が 最 初 で あ る.こ れ らA,. 明 らか に ア ル カ リ性 側 に 等 電 点 が あ り,カ タ ラ ーゼ分 子 の構造 の差 異が推 定 され る .又,変 性. B,Cの3分. 画 は, A>B>Cの. 順 に等電 点が 高. くア ル カ リ性 側 に あ る事 は,CasCas,. CbsCbs,Cas. 剤 や 熱 に 対 す る安 定 性 よ り考 え て も,カ. Cbsい ず れ の マ ウ ス に も認 め ら れ る.こ の 事 は 肝. ゼ分 子 の 構 造 の 差 異 は 明 らか で あ る(Table. タラー 3,).. カ タ ラー ゼ よ り赤 血 球 カ タ ラー ゼ に お い て 明 確. 変 性 剤 の 作 馬 や 等 電 点 電 気 泳 動 に よ り認 め られ. で あ り,細 胞 の顆 粒 の 少 い 為 と考 え ら れ る(Fig.. た こ の 構 造 の 差 異 は,SI)S・PAG電. 9,c‑d).. は 差 が 出 な い か も知 れ な い が,SDS・PAGEを. 各 分 画 に よ る3種. の マ ウ ス の 差:等. 電 点電 気. 気 泳動 法 で. 含 め て 無 カ タ ラ ー ゼ 血 症 カ タ ラー ゼ 分 子 の 構 造.

(9) 無 カ タラーゼ 血症マ ウスの カ タラーゼ分 子 の性質 Table. 3. Effect. of inhibitors,. variant. S: Stable,. と,生. heat. mice, and their. L; Labile,. M: Middle.. and hydrogen isoelectric. N.S.D:. on catalase. activity. in normal. and. points.. No significant. 体 内 ・試 験 管 内 の安 定 性 に つ い て検 討 を. 進 め る予 定 で あ る. 結. ion concentration. 437. difference.. 3.CasCasの フ ラ ク シ ョンA,B,Cの カ タラ ー ゼ を等 電 点 電 気 泳 動 し ,活 性 染 色 で カ タ ラ ー ゼ の 等 電 点 を 比較 した 結 果,フ. 論. ラ ク シ ョ ンA,. Bの 活 性 部 は ア ル カ リ性 側 に,フ ラ ク シ ョンCは. 純 系 マ ウ スC3Hにconversionさ. れ た無 カ タ. ラ ー ゼ 血 症 同 型 接 合 体 マ ウ ス(CbsCbs),無 ラ ー ゼ 血 症 異 型 接 合 体 マ ウ ス(CasCbs)の. カタ 赤血 球. 酸 性 側 に あ っ た.CsCsの Cの 等 電 点 もCasCasと Cas,CbsCbs,CasCbs3種. フ ラ ク シ ョンA,B, 同 じ傾 向 を 示 し た.Cas のマ ウスの 等電 点 をフ. カ タ ラー ゼ の 分 子構 造 の 変 異 を調 べ る為 に,. ラ ク シ ョ ンAで. DEAE・. CasCasの 順 に 高 く,こ の順 に ア ル カ リ性 側 に 等 電. カ ラ ム ク ロ マ トグ ラ フ ィー に よ りカ タ ラ. ー ゼ を分 画 溶 出 し,そ. の 構 成 比 を 調 べ る と共 に. 各 分 画 の 等 電 点 電 気 泳 動 を行 い,以. 下 に示 す ご. 点 が 認 め られ た.3種. 1。CasCas,CbsCbsとCasCbsの カ タ ラ ー ゼ は 日本 人 の 正 常,ア. マ ウ ス赤 血 球 カ タ ラ セ ミア の. マ ウ ス の フ ラ ク シ ョ ンCの. 等 電 点 も同 じ傾 向 を示 した. 4.以. と き成 績 を得 た.. 比 較 す る と,CbsCbs>CasCbs>. 上 の 成 績 よ り,無 カ タ ラー ゼ 血 症 同 型. 接 合 体 マ ウ ス(CbsCbs)の の 性 質 は,正. 赤 血 球 カ タ ラー ゼ 蛋 白. 常 マ ウ ス(CasCas)と. は 明 らか に 異. 例 と 同 じ様 にDEAE・ カ ラ ム ク ロマ トグ ラ フ ィ ー に お い て ,溶 出 液 の 燐 酸 バ ッフ ァー(pH6.8). っ て い る.又,無. の モ ル 濃 度 を 漸 次 に 増 加 させ る分 画 法 に よ って. の 程 度 が 正 常,無. 溶 出 さ れ,フ ラ ク シ ョ ンA,B,Cに. 中 間 に 位 置 し,そ れ ぞ れ の カ タ ラー ゼ 蛋 白 分 子. 2.. 正 常CasCasの. フ ラ クシ ョンA,Bに. 赤 血 球 カ タ ラー ゼ の 活 性 が 少 く,フ ラ ク シ ョ ンCに. 多 い の に 対 して,CbsCbs次 シ ョ ンA,B,C3者. い でCasCbsは. してフ ラ ク. 構 成 比 はCasCas,CasCbs,CbsCbsの. 順 に 高 か っ た.. カ タ ラー ゼ 血 症 異 型 接 合 体 マ 赤 血 球 カ タ ラー ゼ 蛋 白 は,差. の 構 造 の 変 化,ひ. 異. カ タ ラー ゼdo症 同型 接 合 体 の. いて はお もに構造 遺伝 子に 変. 化 が あ る もの と考 え ら れ る.. フラク. の 溶 出 液 の カ タ ラー ゼ 活 性. に 著 明 な 差 は 認 め ら れ なか っ た.そ シ ョ ンCの. 分 離 さ れ た.. ウ ス(CasCbs)の. 稿 を終 え るに臨 み,御 懇篤 な る御指 導,御 校 閲 を 賜 っ た緒 方正 名 教 授 に衷 心 よ り感 謝 を捧 げ ます. な お,本 論 文 の要 旨は 日本 人 類 遺伝 学 会 第30回 大 会 で 発表 した..

(10) 438. 佐. 藤. 征. 文 1) Takahara. 紀. 献. S and Miyamoto H: Clinical and experimental. necrotic ostitis due to lack of blood catalase. 2) Takahara. studies on the odontogenous. progressive. J Othorhin Soc Spn (1948) 51, 163-164.. S: Progressive oral gangrens probably due to lack of catalase in the blood (acatalasemia).. Lancet (1952) 6, 3) Takahara. 1101.. S, Hamilton HB, Neel JV, Kobara TY, Ogura Y and Nishimura ET: Hypocatalasemia. ; A new genetic carrier state. J Clin Invest (1960) 39, 610-619. 4) Ogata M and Takahara S: Paper electrophoretic studies on the catalase blood extract.. Proc Jap Acad (1962) 38, 361-364.. 5) Ogata M and Takahara. S: Quantitative. aceton extract from acatalasemia 6) Aebi H,. protein in acatalasemic. Heiniger. Experientia. JP,. preciptin studies on catalase. and hypohatalasemia.. Butler R and Hassig A:. protein in hemolysate. Proc Jap Acad. and. (1963) 31, 783-788.. Two cases of acatalasemia. in Switzerland.. (1961) 11, 466.. 7) Delgado AW and Calderon R: Acatalasemia -367 .. in two Peruvian siblings. J Oral Patho (1979) 8, 358. 8) Feinstein RN, Seaholm JE, Howard JB and Russell WL: Acatalasemic. mice. Proc Natl Acad Sci. Wash (1964) 52, 661-662. 9) Ogata M, Tomokuni K and Takahara in Japanese acatalasemia.. S: Catalatic activity of immature and mature red blood cells. Acta Med Okayama. 10) Ogata M, Tomokuni K, Watanabe. in the blood of Japanese acatalasemia. 11). 緒 方 正 名,高. 原 滋 夫:低. と生 物 学(1966) 73,. (1969) 23, 421-428.. S, Osaki H, Sadamoto N and Takahara. S: Residual catalase. Tohoku J Exp Med (1972) 107, 105-114.. お よ び 無catalase血. 液 症 に お け る 血 液catalaseの. 異 型 性(Heterogeneity).医. 学. 292‑298.. 12) Ogata M, Mizugaki J and Takahara. S: Catalase activity in the organs of Japanese acatalasemias.. Tohoku J Exp Med (1974) 113, 239-243. 13) Ogata M, Mizugaki J and Takahara acatalasemia. 14). 佐 藤 征 紀,緒. S: Residual catalase like protein in the erythrocytes. 方 正 名:日. 第32回 号(1987). 本 人 ア カ タ ラ セ ミア の 残 余 カ タ ラ ー ゼ の 性 質 に つ い て,日. ozygoter Defekttrager. (Akatalasia).. Humangenetik. 16) Ogata M, Inoue T, Tomokusi K and Takahara cells from acatalasemic S,. hypocatalatic. Suter. mouse mutant. humans.. 19) Feinstein. Fractionation. Humangenetik. RN,. Braun JT and Howard mouse mutants.. JB:. Nature. heter. 50. of immature and mature red. (Basel) (1970) 44, 11-20. of erythrocyte. catalase. from normal,. (1967) 4, 29-41. and hypocatalasemic. variations in blood and solid tissue catalase.. hypocatalasemic. im Blut homozygoter und. S: Catalase activity. Acta Haematol. H and Aebi H:. and acatalatic. (1966) 3,. 18) Feinstein RN, Braun JT and Howard JB: Acatalasemic Mutanational -169 .. 本 人 類 遺 伝 学 会 抄 録 集.. 84.. 15) Aebi H and Cantz M: Uber die cellulare Verteilung der katalase. 17) Matsubara. of Japanese. Tohoku J Exp Med (1973) 111, 97-98.. mouse mutants.. II. Arch Biochem Biophys (1967) 120, 165. of the heterozygote. blood catalase. in a. Biochem Genet (1968) 1 , 277-285.. 20) 佐藤 征 紀:無 お よび低 カ タ ラー ゼ血 症 マ ウスの カ タラー ゼ 分 子 の性 質 に 関す る研 究.第1編,マ. ウ ス肝 カ タ.

(11) 無 カ タ ラ ー ゼ 血症 マ ウ ス の カ タ ラー ゼ分 子 の 性 質 ラ ー ゼ 活 性 に 対 す る 変 性 剤 の 影 響,岡. 21) Thorup. OA,. heterogeneity. Carpenter. 山 医 誌(1985). JT and Howard. and relationship. P:. 97,. 439. 927‑936.. Human. erythrocyte. catalase:. to erythrocyte aging in vivo. Brit J Haematol. Demonstration. of. (1964) 10, 542-550.. 22) Rosen A, Ek K and Aman P: Agarose isoelectric focusing of native human immunoglobin M and a2-macroglobin. J Immunol Methods (1979) 28, 1 2. 23) Thorup OA, Strole WB and Leavell BS: A method for the localization of catalase on strach gels. J Lab Clin Med (1961) 58, 122-128. 24) Higashi T, Shibata Y, Yagi M and Hirai H: Purification. and properties of rat erythrocyte catalase. ; comparison with rat liver catalase. J Biochem (1966) 59, 115-121. 25) Jones CL and Masters CJ: On the differential inhibition of the multiple forms of catalase in mouse tissue. FEBS Letters (1972) 21, 207-210. 26) Shaffer JB, Sutton RB and Bewley GC: Isolation of a cDNA clone for murine catalase and analysis of an acatalasemic. mutant.. J Biol Chem (1987) 262, 12908-12911..

(12) 440. 佐. Properties from Part. of the. and. samples. and. Yukinori. SATO. acatalasemic. (C3H/CsbCsb). Packed. red. remove. the buffy. water.. Okayama. determined isoelectric. were. The of. mouse. at. C of. CsbCsb,. mice. of. the. three was. Medical School,. (venous). times. a pH. erythrocyte. with. into. A,. the. eluate. fractions. B and. of by. DEAE in. the. to 1.0PU/ml.. gradient. C from. to. distilled. activity. concentrated. B and. mice.. solution. C fractions. Pharmalyte. A,. NaCl. volumes. Catalase. was. 3-to-10. 0.9% 1.5. system.. (C3H/Cs aCsa), C3H/CsaCsb). cold with. buffer. and in. normal. heterozygote,. fractionated. method,. of. hemolyzed. a discontinous. performed. in the. sinus. cells. were. perborate was. University. M. Ogata). washed red. by. isoelectrofocusing.. (acatalasemic. were. with. catalase. 7.3, CsaCsb. the. mice.. catalase. than. the. total of. to. points those those. in fraction. of of. of. a. was A of. at. catalases. gel. normal. CsbCsb. A was. and. higher. in the CsaCsb. Similarly,. pl. 6.3-7.2,. in. The. greater. CsbCsb,. respectively. band. CsaCsa. the. fraction. fraction. pl 5.4-5.9,. focused. isoelectric. between. to. Catalase and. CsaCsa. higher. were of. C fraction. pl 5.7-6.5. were. CsaCsb point. CsbCsb. and. Thus. of CsbCsb C of. of the. and. pl 6.5. respectively.. mice.. by. ratio. CsaCsb. band. isoelectric. orbital. hemolysates. focusing of. activity. A and. from. volume. mice. and. at. 81•Ž.. mutant. examined.. CsaCsa,. blood. : Prof.. chromatography. distribution. mice. One. (Director the. mice. 700, Japan. hypocatalasemic. from. coat.. various. was. and. prepared. column. Agarose The. cells. The. cellulose eluate. taken. obtained. of acatalasemic. chromatography. of Public Health,. were. molecule. catalase. Okayama. Blood. 紀. hypocatalasemic. of erythrocyte. column. Department. 征. catalase. acatalasemic. III. Analysis DEAE. 藤. fractions. than. 5.9-6.5. A and points. CsaCsb.. The. that. CsaCsa of. the. and. fraction. pl. C obtained. also. order focused. of catalases. results of. descending. catalase. pl. isoelectric. and. to. fraction 5.0-6.0, from. the. in fractions. indicate. that. C in each. group. the of.

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