Antitumor activity of catechol and its reactionwith deoxyribonucleic acid

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(1)九州大学学術情報リポジトリ Kyushu University Institutional Repository. Antitumor activity of catechol and its reaction with deoxyribonucleic acid 村上, 浩紀 九州大学農学部食糧化学教室. 山藤, 一雄 九州大学農学部食糧化学教室. https://doi.org/10.15017/23025 出版情報:九州大學農學部學藝雜誌. 24 (1), pp.13-17, 1969-02. Faculty of Agriculture, Kyushu University バージョン: 権利関係:.

(2) カ テ コ ー ル の 制 癌 作 用 と デ オ キ シ リボ 核 酸 に対 す る反 応 村. Antitumor. 上. 浩. 紀 ・山. 藤. 一. 雄. activity of catechol and its reaction with deoxyribonucleic acid. Hiroki Murakami. and Kazuo Yamafuji. 前 報 にお い て 著者 ら6)は 可 溶性 リグニ ンが 制癌 作 用 を有 す る こ とを 発見 し,さ らに関連 す る フ ェ ノー ル類 に つ い て同 じ くそ れ らの抗 腫 瘍 匪 を試 験 した.η これ らの物 質 の 中で特 に ピロ カ テ コー ル に 関 して そ の 効 果 の機 作 を 明 らか にす る ため に 著 者 らの ウ ィル ス 研 究 に 基づ き,川 デ オ キ シ リボ 核 酸 と の 反応 につ い て 検 討 を 加 え た, 方. 法. と. 材. 料. 制癌作用の検定 生 後4週 のddN均. 一 系 雄 マ ウス にsarcoma180を. 移植 し,第1表 に 示 した 日程 に した が つて ピ ロ カテ コ ー ルーCu2E混 液 を1回 に0。2mlあ て 投与 した.こ の 混 液O.2ml中. に は1mgの. ピ ロカ テ コー ル と0・7mg. の硫 酸銅 が 含 ま れ,そ の モ ル比 は2:!で デ オキ シ リボ核 酸(DNA)の. 調製. 仔 牛 胸 腺 か らKay.Simmons4)の. 方 法 に よつ て. sodiumdodecylsulfate(SDS)を さ らに10%塩. あ る.. 用 い て 抽 出 し,. 化 カル シ ウ ムを 加 え て 精製 した,ア. ル. コー ル を加 え て 糸状 に得 た の ち,0.15M塩. 化 ナ トリ. ゥ ムー0.015Mく. 液 に溶 解. えん 酸 ナ ト リウ ム(SSC)溶. し,濃 塩 化 ナ ト リウム 溶 液 を 添 加 してDNA‑Caを Na型. に したの ち緩 衝 液 に とか して用 い た.. DNAの. 粘度 測 定. Ostwald型. 粘 度 計を 用 い,こ. 流 下 時 間 は31.3秒. の粘 度 計 の 緩 衝 液 の. で あっ た.SSC溶. 割 合 で溶 解 した仔 牛 胸 腺DNAの 溶 液0.1mlお. 溶 液1m1に. よび 緩 衝 液2.9m1を. 分闘 保持 す る.IMピ. 加 え37℃. ロ カテ コー ル溶 液1mlを. 1.. Paper and. chromatogram apyrimidinic. of. apurinic. acids.. 硫酸銅 で5 加え. て10秒 後 に最 初 の粘 度 測 定 を 行 な う.. つ て確 か め た(Fig.ユ). ア ピ リ ミジ ン 酸 の調 製 仔 牛 胸 腺DNAか. らTakemura8}の. 方法を改変 し. て 調製 した.す な わ ち,原 報 によ れ ば600mgのDNA. ア プ リン酸 の調 製 仔 牛胸 腺DNAか. Fig.. 液 にmg/m1の. らChargaffら9)の. 方法に よつ. を2.8mlの. 無 水 ヒ ドラ ジ ソ と60℃,60分. 保温する こ. て 調 製 した.こ の ア プ リン酸 中に は プ リン塩 基 は殆 ん. とに よ りピ リ ミジ ン塩 基 を 選択 的 に除 去 した が,こ の. ど存 在 しない こ とを ペ ーパ ー ク ロマ トグ ラ フ ィー に よ. ア ピ リ ミジ ン酸 中 に は シ トシ ンは殆 ん ど残 つ て い ない.

(3) が チ ミン は 約15%が. 残 存 して い た の で,著. の 条 件 を 改 良 し て ヒ ドラ ジ ン の 量 を3倍 温 時 間 を120分. に 延 長 した.そ. 者 らは こ. あ る.. に 増 加 し,保. 実. の結 果 得 られ た ペ ーパ. 験. 結. 果. ー ク ロ マ ト グ ラ ム 巾 に は ピ リ ミジ ン 塩 基 は 認 め られ な. 1.ピ. か つ た(Fig.1).. ピ ロカ テ コー ル ーCuz1混 液 の 投与 の結 果 を第1表 に. ロ カテ コ ー ノ レCu2卜 混 液 の 制 癌 作用. 示 す.(aり. ゲ ル ロ過 3.5cm×27cmの. カ ラ ム にSephadexG‑25を. 坂 して 用 い た.G‑50,G‑75も. 充. 場・ 合 によ り あわ せ 用. 日 立 マ ル チ パ ー パ ス 自 記 分 光 光 度 計MPS‑50Lを セ ル を 用 い,作. 場 合 の よ うに 移植 後 第1口 目か ら計3回 投. 液 の投与 に よつ て は被 験 群 と対 照群 と の体 重差 は殆 ん. 動 条 件 は λ、peed3. ど な く,解 剖 所見 も正 常 の 場 合 の それ と変 化 が な い.. 分,RangeA:0.1,Response:1,PM:500PbSで Table. 1.. 目に. の計2回 の投. 与 した場 合 に は そ の効 果 は著 る し く大 で あ る.こ の混. 吸 収 ス ペ ク トル の 測 定. 使 用 し た.1cmの. 植 後3口. 目に第2回. 与 で あ る に もか か わず,顕 著 な 抑 制 を示 して い る.ま た(b)の. い た.. の 場 合 はsarcoma180移. 第1回 の投 与 を行 な い,5日. Antitumor. activity. of. pyrocatechol.-Cu2. mixtures. on. sarcoma. 180..

(4) 2.ピ. ロ カ テ コ ー ル ーCu2+混. 液 のDNA溶. 液 の粘. 適 当な 濃度 の ピ ロ カテ コー ル と 硫 酸 銅 の 混 液 は DNAの 0.2Mピ. 粘 度低 下 作 用 は 中 性 に お いて も著 る しいが,水 素 イ オ ン濃 度 そ れ 自体 に よつ て はDNA溶. 度 低下 作 用. 粘 度 を 低 下 させ る こ と が 知 られ た.す ロ カ テ コ ー ル と10"3MCu2←. なわ ち. 液の粘度が影. 響 を うけな い よ うな弱 酸 あ る い は弱 アル カ リ側 に おい て は さ らに 顕著 で あ る(Fig.4).. が 共存 す ると. き,そ の 低 下 速 度 が 最 も 著 る し い.Cu2+濃. 度 が10'2M. に な る と そ の 低 下 速 度 は お さ え ら れ る(Fig.2).. Fig.. 4.. Effect of pH's on the relatve viscosity of the DNA and pyrocatechol-Cu2+. Fig.. 2.. Effect of various Cu2+ concentrations on the relative viscosity of calf thymus DNA and pyrocatechol mixture.. 3.ア. 処 理 したDNAの. 融 解 曲 線(Fig.3)を. Cu2ト 濃 度 が10'3M以. 下 の 場 合 は正常. し らべ る と の 二 本 鎖DNA. の そ れ と 差 は な い が,10‑2MのCu2+で 合 に は 明 ら か に 融 解 点(T。,)が micityの. 処理 した場 低 下 し,hyperchro‑. 度 合 も 少 な い.. プ リン酸 とピ ロカ テ コー ル ーCu2+混 液 の反 応. ア プ リン酸10mgを5mlの mgの. mixture.. 蒸 留 水 に溶 解 し,137・5. ピ ロカ テ コー ル を5×10‑3M硫. に溶 解 した 液 を加 え,M/100リ pH5.2に. 調 節 す る.こ. 酸 銅 溶液2・5m1. ン酸 緩衝 液2・5m1で. れ を37℃,24時. る.反 応 終 了 後,SephadexG‑25で. 間 反 応 させ. 蒸留水を用いて. ゲ ル ロ過 を行 な う こと に よ り着 色 した ア プ リン酸 を未 反応 の ピ ロ カテ コー ル お よび 硫 酸釧 な どか ら 分 離 す る.こ の着 色 物 はSephadexG‑75で. 処 理 して もア プ. リン酸か ら分 離 しな い.こ の よ うに して得 られ た 着色 ア プ リ ン酸 を さ らに冷 所 で蒸 留 水 に透 析 して 混 在 す る 低分 子物 質 の 除 去 を 完全 にす る. ア プ リン酸 は 可視 部 に 吸 収 を 示 さ ない が,上 応 を行 な つ た アプ リン酸 は530mμ. 記反. に 極 大 値 を もつ比. 較 的 鋭 ど くな い 吸収 ス ペ ク トル を 示 す(Fig.5).ま た 紫外 部 に おい て は そ の領 域 全 体 に わ たつ て 吸 光度 が 増 加 す る. 岡 様 の 反 応 を ア ピ リ ミジ ン酸 に つ い て 行 な つ て も 530mμ. 付 近 にお け る特異 的吸 収 は 認 め られ ない. 考. 察. マ ウ スを用 い て の 制 癌 実験 は ピ ロカ テ コー ル‑Cu2+ 混液 が 顕 著 な 作用 を持 つ て い る こ とを 示 して い る.さ Fig.. 3.. Tm. curves. of DNA's. pyrocatechol-Cu2+. treated. mixture.. with. らに ピロ カ テ コー ル単 独 の 場合 よ りも強 い効 果 が 示 さ れ る こ とか ら,ピ ロ カ テ コー ル の酸 化 現 象 の促 進 が癌.

(5) 妥 当 で あ る. さ らに,こ. の混 液 はpH5.2に. お いてDNAと. 反. 応 させ る と き,ピ ロ カテ コール の 酸 化 生成 物 が ア プ リ ンに 選 択 的 に 糸 乙1沿し,ア. ピ リ ミジ ン酸 と は 結 合 しな. い.こ れ は酸 化 物 が プ リン塩 基 よ り も ピ リ ミジ ン塩 基 と作用 す る こ とを 示 す もの で あ り,こ の点 で 従 来 の 制 癌 剤 のDNAと. の 反応 様 式 と異 なつ て い る.な お,こ. の 反応 は ピ リ ミジ ンモ ノヌ ク レオチ ドに は起 こ らな い こ とが電 気 泳動 的 に し らべ られ て い る. DNA中. には ピ リ ミジ ン ヌ ク レオ チ ドが連 続 して 存. 在 す る部 分 が あ る こ とが 知 られ て お り,3)これ らの 」1:実 か らピ ロ カテ コー ルーCu2+混 液 はDNA中 Fig.. 5.. Absorption spectrum acid treated with Cu2+ mixtures.. of apurinic pyrocatechol-. の ピ リ ミジ. ン オ リゴ ヌ ク レオ チ ド部 分 を 切断 す る こ とが 推定 され る.こ の 混液 に よ る癌 細 胞DNAの. 切断 あ るい は酸 化. 物 との 結 合 が染 色 体 の 総 一 的機 能 を か く乱 し,癌 細 胞. 細 胞 の増 殖 抑 制 に た い して 意 義 を もつ て い る と考 え ら. の 増 殖 を お さえ る と考 え られ る.. れ る.. 要. 約. 現 在知 られ て い る制 痛 物 質 の う ちマ ス タ ー ドガ ス あ るい は マ イ トマ イ シ ンな どの ア ル キ ル化 剤 はDNA中 の 塩 基 と結 合 して,そ の二 本 鎖 間 に架 橋 し,あ るい は 塩 基 を デ オ キ シ リボ ー スか ら離 脱 させ,そ れ に よつ て ポ リヌ ク レオチ ド鎖 の 切断 をひ きお こす.そ. して これ. らの薬 剤 が 作 用 す る塩 基 ぱ主 と して グ アニ ンで あ る こ と が知 られ て い る 。 ピ ロカ テ コー ル ーCu2+混 液 は 中性 にお い て もDNA 溶 液 の粘 度 を低 下 させ る.DNA溶 低 下 す る 現 象 はDNAの. 液 の粘 性 が 大 幅 に. 二 本 鎖間の 塩 基 対 に よつ て. 疵 現 象 に は染 色 体 の 異 常 が 関与 す る とい う想 定 の も とに 制癌 作用 を 示 す ピ ロカ テ コー ル を用 い てDNAと の反 応 性 に つ いて 検 討 した.ピ. ロカ テ コー ル はCu2'f. と共存 す る と きそ の 抗腫 瘍 性 を 著 る し く増 進 し,中 性 附 近 に お いてDNAの. 二本 鎖 を…・ 定 単 位 鎖 長 に 切断 す. る.さ らにpH5.2に. お い て この 混 液 か ら生 成 す る ピ. ロ カテ コー ルの 酸 化物 が ア プ リン酸 に 特異 的 に彩!和性 を もつ こ とか ら,DNAの. 切断 部 は ピ リミジ ン塩 基 が. 連 続 して存 在 す る部分 で あ る こ とが示 唆 され る.. 形 成 され て い る水 素 結 合 の破 壊 に よ る場 合 とDNA鎖. 文. 献. を 切断 す る こと に よ る時 との 両者 が考 え られ る.こ の 混 液 に よ るDNA溶. 液 の 粘度 低 下 の 機 構 が 後者 に も. とず くもの で あ る こ とは,処 理 したDNA溶 曲 線 が 正常DNAの. 液 のTm. それ と 変 異 して い な い こと,お. よび 一 本 鎖 の み に作 用 す る ホ ル ム アル デ ヒ ドと は反 応 しな い ことか ら明 らか で あ る. Bendichら1)お. よびLeskoら5)は. 彼 等 のDNA標. 品 中 の ア ミノ酸 の 存 在,ア ル カ リ,ヒ ドロキ シ ルア ミ ンお よ び蛋 白分 解 酵 素 のDNAに 究 か らDNA中. 対 す る影 響 な どの 研. の遺 伝 子単位 の仕 切 り と して の オ リゴ. ペ プ チ ド鎖 の存 在 を 主 張 した.し か しDNAファージ. 1). Bendich, A., E. Borenfreund, G. C. Korngold, M. Krim, and M. E. Bales (1964) : Acid nucleie loro funzione biologica Istituto Lombardo : Fondazione Baselli 214. 2) Goulian, M., A. Kornberg, and R. L. Sinsheimer (1967) : Proc. N. A. S., 58, 231. 3) Ilabermann, V. (1963) : Biochim, Biophys, Acta. 76, 310. 4) Kay, E. R. M., N. S. Simmons, and A. L. Dounce (1952) : J. Am. Chem. Soc., 74, 174. 5) Lesko, S. A., and A. J. Emery, Jr. (1966) : Biochem. Biophys. Res. Comm., 23, 707. 6)村. の 試 験 管 内 酵素 的 合 成 法,2)および 各 動 物 中 に お け る ポ リシス}iコ ニ ック メ ッセ ンジ ヤーRNAの 明 らか に され るつ れ てDNA鎖. 存 在lo)が. る.こ の こと を考 慮 す る と ピロ カ テ コー ル ーCu2÷混 液 はDNA中. 7)村. リン酸 エ ス テ ル結 合 を 切断 す る とす るの が. 大 農 学 芸誌. 上 浩 紀 ・山 藤 一雄(1968):九. 大 農 学芸 誌. 24,19.. は ヌ ク レオ チ ドの み に. よつ て 構成 され て い ると 考 え られ るよ うに なつ て い. 上 浩 紀 ・山 藤 一雄(1968):九. 23,103.. 8). Takemura, S. (1959) : Bull. Chem. Soc. Japan, 32, 920. 9) Tamm, C., H. Shapiro, and E. Chargaff (1952) : J. Biol. Chem., 199, 313..

(6) 10) Vaughan, M. II., J. R. Warner, and J. E. Darnell (1967) : J. Mol. Biol., 25, 235. 11) Yamafuji, K. ; Nutritional Factors in. Virus. Formation. ; Crosby. Lockwood. London,. 1964.. Summary We somal. investigated. tency. under. that. reaction. concern. of. with. co-existence. oxidative. tumor. with. process. and. DNA. with. cancer. Cu2}. in. oxidation. pyrocatechol. phenomena.. under. the. Pyrocatechol. spite. of. decreased. product. of. pyrocatechol. assumption. enhances. administration. have. that. its This. some. chromo-. antitumor result. significance. po-. suggests to. its. anti-. function. Mixtures. neutral from. pH.. of. analyses. presence. acid. or. It. DNA of. Tm. of. Cu. is now DNA,. and. treated. by. curves. further. pyrimidin. oligonucleotides. nuclear. pyrocatechol. That. Experiments the. the. abnormalities. and. showed. combines. Cu-salts this. insensitivity that. assumed killing. indispensable that thus. the. the cancer. to. with So. for. lowered. the. maintains. viscosity. double. of. stranded. DNA. solution. nature. at. is evident. formaldehyde. product. apurinic. it is supposed. such. pyrocatechol-Cu2 cells.. still. oxidation. specifically. mononucleotides. are. remarkably. mixture. which. acid, that. but a. is does. certain. formed not. react. from with. chain-length. catechol. in. apyrimidinic of. pyrimidin-. reactions. F breakes. some. portions. of. pyrimidin. clusters. in.

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