香川大学農学部学術報告 第28巻第60苛163−168，1977 1（∼3
肝臓および腎臓Glucose・6・Phosphatase活性の変動特異性
鈴 木 博 雄，杉 沢
博SPECIFICITY OF CHANGESIN HEPATIC AND RENAL
GLUCOSE＿6−PH（⊃SPHATASE ACTIVITIES
Hiroo SUZUKI Slnd Hiroshi SUGIsAWA
Levelsofhepaticandrenalglucose−・6−Phosphatase（G6Pase，EC3113l9）wereassayedinnor血al
ratsftdahighfatorahighproteindiet，fastedandthYrOXine−treatedrats・Theenzymeassay
WaSCarriedoutwithhomogenateSWhichhadbeensupplementedeitherwithdistilledwateror
l．2％neutralsodiumdeoxycholatesolutiontoafinalconcentrationofO”2％
IncreasesinthehepaticactlVltyOfG6Pasecaused byfeedingthehighfatdiet，Withdrawal
Offoodandthyr・0ⅩinetreatmentwereassociatedwithanincreaseinthedegreeofinvitYOStimula・
tion ofthis enzyme activitybydeoxycholatelIn contrast，a Changeinthe degreeof
StimulationofG6Paseactivitywasnotobservedinthekidneycortex，insplteOfincreasesinthe
activityofG6Paseintheabsenceofthedetergentcausedbyfbedingthehighproteindiet）With−
drawaloffoodandthyroxinetreatment，eXCePtfbrftedingthehighfatdiet．Theinclusionof
bovineserumalbuminintheassaymediamagnifiedthedegreeOfinvitrostimulationofG6Pase
activitiesintheliverandkidneycortex．
Fromthesefacts，thedi鮎renCeinthemodeofresponseofG6PaseactlVltyinthelivertofeeding
Of−dietaryfatascomparedwiththatinthckidneycortextofもedingof’dietaryproteinwasap・
parent・ 高脂肪食摂取，高たんばく食摂取ラット，絶食および甲状腺ホル・モン投与ラソトにおける，肝臓および腎臓G6P ase（ECh3．1。3小9）の活性変動について検討した＝ 酵素清性の測定はあらかじめ水又はデオキシコ1−ル酸（終浪皮 0、2％w／v）を添加したホモヂネ・−トについて行った‖ 高脂肪食投与，甲状腺ホルモン（T4）投与および絶食によってラソト肝臓のG6Pase活性は増加し，同時に，デオ キシコ・−リレ酸の添加によって起る酵素の活性促進効果の増大をともなった．けれど，高たんばく食投与，甲状腺ホル モン投与および絶食により腎臓のG6Pase活性が増加したが，デオキシコーリレ酸処理による酵素の活性促進効果の 増大は認められなかったr 高脂肪食摂取によりラットの腎臓G6Pase活性は変動しなかったが，デオ・キシコール酸 の活性促進効果の増大のみ認められた．肝臓G6Pase活性盈とデオキシコ・−ル酸添加による酵素の活性化の程度と の間に相関がみられたが，腎臓の酵素活性についてはそのような関係はなかった．牛血洒アルブミンの添加（玩Ⅷ融和） により両臓器のG6Pase活性の促進がみられた．さらに，アルブミンの添加はデオキシコ・−ル酸添加効果の増大を ともない，しかもこの効果は，肝臓，腎臓のいずれの酵素についても同様に認められた．これらの事実から，肝臓 G6Paseの高脂肪食に対する反応と，腎瞭G6Paseの高たんばく食への反応との間に明かな差異を認めた。 緒 戸 ラットの肝臓切片によるピルビン酸からのグルコース生成量は，高脂肪食摂取ラットにおいて特異的に増加し（1購）， 一・方，腎臓切片によるグルコース生成盈は，高たんばく食摂取ラットで特異的に増加する（2冊）い こうした高脂肪食，鈴 木 博 雄，杉 沢 博
香川大学虚学部学術報告 164 高たんばく食摂取によるグルコ・−ス生成能の変動は，グルコース生成系（糖新生系）の律速酵素の−・つであるG6P ase（Glucose−6・−phosphatase，EC．3．139）括性変動とも剛・致し，他の律速酵素であるPEPCK（PhosphoenoIpyruvate carboxykinase，ECい4．1。132），FDPase（Fructosel，6−diphosphatase，EC3，l311）の活性変動とは異なっている ことを明かにしている（2）∩ 食餌によるグルコ・−・ス生成能の変動でみられた肝臓，腎臓間の違いを，その変動と平行性のあるG6Pase活性変動 の臓器特異性との関係から明かにする目的ですでにその2，3の性貿の職名語間の違いについて報告した（2）． 従来，G6Pase活性測定の際，デオキシコ・−・ル酸（DOC）存在下で測定した場合，活性の促進が起ることが知られ ている（4）・（5）。けれど，アロキサン糖尿ラットの肝臓G6PaseがDOC存在下で測定した活性，DOC非存在下で測定し た活性ともに正常ラットに比べ増加する（6），（‖のに反し，コ・−チゾン投与ラソトでは対照群に比べてDOC非存在下で 測定した活性のみが増加する（8）・（8），（9），．この事実は，G6Pase活性変動変動とDOCの作用との関係がかならずしも同 一・ではをく，活性の貿的な変化を示唆しているものと思われる． ゆえに本研究ではG6Pase活性変動の膿拾特異性を明かにするため，DOCの酵素活性への作用との関係から，そ の質的差異を検討した。 方 法 1．供試動物，飼料および飼育条件 ドンリコ．り系白ネズミ（雌）100へ′120gのものを用いた．ラットは個々に金網のケー・ジに入れ，約250Cにコント ローリレされた部屋で飼育し，飲料水および飼料は自由に摂取させた．最初，ラットを5∼7日間囲型飼料を与え調整 飼育したのち3群に分け，2週間試験食を給餌した… 試験食は25％カゼイン∼デンプン食（高炭水化物食），25％カ ゼインーラー・ド食（高脂肪食）および75％カゼインーデンブン食（高たんばく食）を用い，その詳細な飼料組成を Tablelに示した… 2週間の給餌期間終了後，ラットを断頭にて殺し，放血したのち，ただちに肝臓および腎臓をと Tablel、Compositionofdiets carate 。r。iet 0 0 0％M⋮∽
2 6 000 ∴川バ■誹一 7 1 Casein α＿Starch CoIn Oil LaId MineTalmixturel Vitaminmixtureエ・2 CholinechloIide Cellu王osepowder 0 0 0 ︻ヽ︶−．つ 0 〇 6 0 8 ﹂ 4 5 エJ 0 ︻．⊃ ■．つ 0 8 11 ■ユ 0 0 5．2 0 O 5 1 0 5 ■hJ DietalsocontainedperlOOg：600IUretinylpalmitate，60IUergocalciftroland10mgall−raC−α−tocopheryiacetate
1りHarper，AE，：JljVutY，68，405（1959） 2．Thevitaminmixturecontained：（％inthemixture）thiamjn，0，，059；ribo8avin，0059；niacin，0…294； Calcium pantothenate，0235；pyridoxine−HCl，0029；menaqulnOne，0小006；biotin，0り001；tetra− hydropteroylglutamic acid，0．002；CyanOCObalamin，0．0002；myOinositol，1”176；aSCOrbic acid， 0．588；andlactose，97い55lりだし，氷で冷却し，組織の湿重量を測定した組織1gを細片し，9倍鼠の0．25Mショ糖液とともにPoTTER−
EIVE王叩M型ガラスホモヂナイザーを用いてホモヂナイズし，ガラスウ・−ルを通してロ過したロ液を酵素液として酵 素活性測定に供した1．さらに，おのおのの食餌群について甲状腺機能先進状態にするため，サイロキシン（30J唱／日／
第28巻第60号（1977） 肝臓および腎臓のG6Ⅰ）ase 165 Ⅰat）を2週間の給餌欄間のうち彼の1週間腹腔内注射をくり返したのち殺し，肝臓および腎臓の酵素活性について調 べた．また，それぞれの食餌を2週間給餌したのち72時間絶食させたラットについて検討した． 2．酵素活性測定法 G6Pase活性の測定はFITCHらの方法（10）に準じて行ったLすなわち，010Mマレイン酸−NaOH緩衝液（pH6．8） 0．5mlと0、10MGlucose・6−phosphate（Na塩）0．5mlを含む反応液を37OCで5分preincubateしたのち，酵素液 0．1mlを添加し5分反応させた… 反応後遊離した無機リン（Pi）はP．S”CHENらの方法（11）に従い測定した∩ 酵素活性 は370C，1分間に遊離した無機リンの盈を〃mOleで表わし，組織1g当りの酵素活性として表示したL 酵素のデオヰ シコール酸処理は，NoRDLIEらの方法（5）に準じ，酵素液に終濃度02％（w／v）となるようにデオヰシコール酸（Na 塩）を溶液を添加し30∼60分間水中で放置後活性を測定した．年血治アルブミンは，R，F．CHEN（12）の方法に従って精 製し，遊離脂肪酸を含まをい条件で用いた． 結果および考察 DOCのG6Pase活性測定値に対する影響を各食餌条件，各臓者達のG6Paseについて比較した結果をTable2に示 した‖ 肝臓では高脂肪食群の活性で，DOC添加Iのより大きを効果が認められ，腎蘭でも同じく高脂肪食群の活性に 幾分高炭水化物食群の酵素に比べDOCの効果があったが，高たんばく食群では高炭水化物食群での効果と変らなか った．
Tablc2Thcc抒bctofdcoxycholicacid（DOC）on theactiviticsofG6Pascinthclivcr and kidncy COrtCXOfratsfbdcithcr ahighcarbohydratc，ahighfAt，OrahighplOtCindiet
Livcr Kidney cortex
WithDOC witOC ×100 WithoDOC witOC×100
） ）
Highcalもdiet 161士221 141土l8 907土8−1
1412士210 186土3い1 130土8い6 High一九tdict 21．0土29＊2 256土3．9＊＊122 士86＊＊ 152士0い4 21・1士1・9 142土8．O Highprotcindict 13B士1．2 133士15 96A土43 18」6土1l＊＊ 240士l．8＊＊129±8・9ThcactiviticsofG6Pascinthclivcrandkidncycortcxwerccxprcsscdintcrrnsof／LmOlesofinorganic
phosphorusICIcascdflOmSubstratcl）Crminutepcrgofwcttissucs」 1n Standard（lcviation（n＝5）．2SigniLicantly di恥rcnt ffOm thc colllCSPOnding valucsin animals fbd thc highcarbohydrate diet・
＊Pく0．05，＊＊P＜0．01． 従来，酵素液をDOCで処理することによって，G6Pase活性を促進させることが知られているが（4）・（5），このDOC の活性促進効果はDOC処理前の活性盈（initial活性）によって変化する（18）。肝臓におV｝て高脂肪食群の活性にDOC のより大きな活性促進効果が認められたのは，上述したような高脂肪食群のinitial活性が高いためとも考えられる． Fig1にG6Paseのinitial活性とDOCによる活性促進の程度（DOC存在下で測定した活性のinitial活性に対する 百分率で表わした）との関係を，肝臓と腎臓の酵素について示したものである」．これによってもわかるように，ini− tial活性が高い程，DOCの活性促進効果が大きくなるのは肝臓だけで，腎臓の酵素についてはそうした関係を示さ なかった。． DOCのG6Pase活性促進効果につVlては，以前から肝臓の酵素について問題にされてはいるが，肝臓と腎臓の酵 素で比較された例はない，G6Pase活性変動とDOCの活性促進効果との関係をさらに確めるため，肝臓，または腎 臓のG6Pase活性を増加させることが知られている甲状腺ホルモン投与（1d〉・（15）絶食（16）の両条件について，活性増加 とDOCによる活性促進効果との関係を調べた．Table3に示すように，サイロキシン投与によるG6Pase活性の増 加が肝臓では高炭水化物，高月旨肪食，高たんばく食のいずれの群でもみられたが，腎臓では高炭水化物食群のみであ ったさらに肝臓での酵素活性の増加は，DOC処理による酵素活性促進の程度の有意を増加を示したが，腎臓での サイロキシン投与による酵素活性増加はDOCによる酵素の活性促進程度に変化を与えをかった．絶食による活性変
鈴 木 悼 雄，杉 沢 博 Liver 香川大学農学部学術報告 166 0〇一× 0 0 0 0 0 0 6 5 4 3 2 1 ︵02］；○毒きを＞害毒の∈訂じ山︶ O O
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暮O 15 20 lnitia（activlty Of G6Pase（pmoles of Pj formed／min／g wet tissue） Kidney co庸X 0〇一× 0 0 0 0 0 0 0 0 65432− ︵00凸l⊃○壱‡を主Odむ∈ゝzu山︶
O
。 ︵00凸壱≧阜＞葛d￠∈訂u山︶ 0O
0 000も 0
＿⊥＿．．．．．＿．＿＿＿．．．．．＿＿ 」 ＿＿＿＿＿＿．．．．＿＿⊥・＿＿ to 15 20 Illitialactivrtyof G6Pase（pmoles of Piformed／min／gwet tissue）
FighlRelationship bctwcenlcvelsofinitialactivityofG6Pasc（assayedin
theabsenceofdcoxycholicacid）andthcdegreeofinvilrostimulation Ofthccnzymcactivitybydeoxycholicacid（DOC）． 勃およびDOC添加効果の結果をTable4に示した．サイロキシン投与の場合と同じく，絶食によるG6Pase活性 変動は肝臓，腎臓ともに，食餌条件によって活性が増加した群では小さくその他の食餌群で大きかった．DOC添加 効果についても，Table3で示した結果と同様，肝臓では活性増加とともにDOC添加による活性促進程度の有意な 増加がみられ，腎臓では対照群に比べ変化がなかった． CoLLtPP（17）は，絶食したラットで観察される肝臓G6Pase活性の増加が，高投与盈（50FLg）のアクチノマイシンー Dで阻暑されないこと，また，WEBERら（18）は，コーチゾン投与による肝臓G6Pase活性の増加があらかじめアクチ ノマイシンーD投与（8〃g／日，5日間）によって抑制されることを示したSuzuKIら（2）もあらかじめアクチノマイシ ンーD（6FLg／rat）を投与することによって，高脂肪食摂取によって起る肝臓G6Paseの活性増加は抑制せず，高たん ばく食摂取によって起る腎臓のG6Paseの活性増加を抑制することを報告した．緒言で述べたようにDOC非感受 性型のコーチゾンによるG6Pase活性変動が，アクチノマイシンーDによって阻脅されるのに対し，DOC感受性型 の絶食によるG6Pase活性変動は阻著されをいことになり，またこのことば，DOC感受性型の高脂肪食摂取による 肝臓G6Pase括性変動がアクチノマイシンーDで阻審されず，DOC非感受性型の高たんばく食摂取による腎臓G6P ase活性変動が阻書される事実と類似の関係を示しているものと思われる′． ARtONら（19）は，牛血椅アルブミンを酵素液に加えることによって肝臓G6Pase活性が増加し，さらに，この活性167
肝臓および腎臓のG6Pase 第28巻第60号（1977）
Tablc3．，Thce恥ctofdeoxycholicacid（DOC）ontheactivitiesofG6Pascinthelivcr and kidney coltCXOfthyroxinc−trCatedratsftdcithcr ahighcarbohydratc，ahighfat，Orahighprotein
dict
Kidney cortex TbyIOXine
treatment ×100 WithDOC witOC×100
） withoutDOC withDOC （A） （B） Highcarb・diet 18」7士081 1‘7…7士0．6 90い0土6．9 1316土Oh3 16リ8土111 124土8い6 ＋ 27．4土1．6 37．0士6．5 125 士8．1 15．9土1．．‘7 20．5±1い2 129士6・7 P＜001 P・く0．01 P＜0．001 P＜0．02 P＜001 ns High fat diet
2‘7．3土4い3＊＊2 329士3．4＊＊122 土9．9＊＊ 14．2土1．．9 20．5土3．0＊ 145土6−4＊＊ ＋ 29。0士26 45．1土3．4＊ 155 士90＊＊ 14．8土0」6 1917土1い4 133土7い2 ns P＜0．01 P＜0小01 ns ns ns Highproteindiet 21．4土1．4＊＊ 213土2小3＊＊ 98．3士10 16．8土16＊＊ 23・0土1．8＊＊138土12 ＋ 28‖3士20 3L714士93 127 士8、2 197士0−9＊＊ 271う土2い6＊＊140土12 P＜0い001 Pく0け01 P＜001 P＜0．01 P＜0．02 ns
ThccnzymcactivltyWaSCXPrCSSCdasdcscribcdinTablc2
1。Standarddcviation（n＝5）2．Significantlydifrtrcntf主om thecorrespondingvalucsinanimalsftd thchighcarbohγdl‘ate diet ＊P＜0、05，＊＊P＜001
Tablc4Thcc仔bctofdeoxycholicacid（DOC）ontheactivitiesofG6Pascinthclivcrandkidneycoト
tcxoffastcdratsprcviouslyfbdeitherahighcarbohydratc，ahighfat，Orahighprotcindict Kidney cortex
Liver
withoutDOC with DOC
（C） （D）
Ⅵ．ithout DOC with DOC
（A） （B） HighcalbLdict Fed I7astcd（72hlS） Highf如dict Fed Fasted（72hTS） High ptotcin diet
Fed Fasted（72hrs） 142土2。0 186士3．1 130土8．6 17．4土OL9 22い3土2．8 128士13 Pく0．02 ns ns l5．2士0．4 21‖1士l．9 142土8．0 16．1土2．2 20一．9土1‖3 132土19 ns ns nS 18．6土1．1＊＊ 24．0±l−．8＊＊129土8。．9 16／7土1、0 20い4土2．2 120土15 nS nS nS 907士8．1 139 土11 P＜0，01 122 土86＊＊ 1．55 ＝土18 P＜0．01 96−4土4り3 131士18 P＜0。01 161土221 25．7士25 Pく0．001 210土2．9＊2 20∩4土2り6＊ nS ほ8土1り2 25．1士3．4 P＜001 14う土18 35．4土3uO P＜0001 25．6土3小9＊＊ 31．3士25 P・く0．05 13l3±1．5 34．う土‘7、6 P＜0，01
TheenzymeactlVltyWaSCXPreSSedasdescribedinTable2
1．Standarddeviation（n＝5） 2。SigniScaptlydifrtrcntf王omthecorrespondingvaluesinanimals鎚dthehighcarbohydratediet ＊P＜005，＊＊P＜0，01 増加がG6PaseのPyrophosphate−glucose・phosphotran＄ferase（PPi−glucose・Phosphotr・anSferase）活性の増加に基因 することを示した それにより先に，ARtON＆NoRDLIE（20）は，絶食によって起る肝臓G6Pase活性増加もPPi−glu− cosephosphotransferase活性の増加であり，G6Pase本来のGlucose−6−Pphosphohydrolase活性増加とは異る性質 のものであることを報告している．この絶食による酵素活性の変動が，DOC添加による活性促進の程度の増大をと もをうことはすでに述べた通りである． 同様な実験で血清アルブミンの添加効果を肝臓と腎臓の酵素について比較した結果をTable5に示した．ARION香川大学農学部学術報告 鈴 木 博 雄，杉 沢 博 168 Tablc5．Thee能ctofbovinescrumalbuminonhcpaticandrenalactiviticsof−G6Pascintheabsencc andprcsenceofdcoxycholicacid（DOC） Kidney cortex
without DOC with DOC
（C） （D） without DOC （A） 110 12．0 109 9．8 12…0 122 1310 16．6 128 2 2 2 9 9 1 ContIOl（samplel） 」一tryptOphan ＋・albumin 2 0 2 2 2 4 1 1 5 り‘0 9 3 1 0 1 2 3 7 4 6 0 9 2 2 L 6 ーJ 4 4 6 3 3 L 2 4 ■1 0 ︻〇 ウー4 6 9 8 0 7 5 9 Control（sample2） ＋tryptophan ＋albumin
