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今日の話題

野菜に含まれる硝酸塩は毒か薬か?還元的NO合成経路の研究小史

Hideo Yamasaki

山崎 秀雄

琉球大学理学部海洋自然科学科

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  • Published: 2019-11-01

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    硝酸塩(NO3−(1)1) 山崎秀雄,渡邊なお子:血管,37,107(2014).(1)1) 山崎秀雄,渡邊なお子:血管,37,107(2014)..その後,北米やヨーロッパでも同様の発症事例が次々に報告されるようになり,硝酸塩毒性に対する社会的不安が拡大していった.1970年代には,亜硝酸塩(NO2−(2)2) 農林水産省:食品安全に関するリスクプロファイルシート,http://www.maff.go.jp/j/syouan/seisaku/risk_analysis/priority/pdf/151202_nitrate.pdf, 2015..最近になって,歴史的に忌み嫌われてる硝酸塩・亜硝酸塩が,実は三大疾病および生活習慣病の予防に貢献している「影の立役者」であることが明らかになってきた.

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    ヒトの硝酸塩代謝に関する研究は,今から100年以上前に米国で行われたMitchellの実験に遡ることができる(1)1) 山崎秀雄,渡邊なお子:血管,37,107(2014).

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    図1■二つのNO合成経路

    野菜に含まれる硝酸塩は,口腔内および消化管の常在細菌によって亜硝酸塩に変換される.その後,さまざまな酵素・非酵素反応によってNOに還元され,多様な生理作用を示す1, 3, 8)1) 山崎秀雄,渡邊なお子:血管,37,107(2014).アンパンマンパンミュージカル市川(10/10)×3枚">3) D. Bender & G. Schwarz: FEBS Lett., 592, 2126 (2018).8) 山崎秀雄:化学と生物,39,780(2001)..酸化的経路と還元的経路の大きな違いは,関与する酵素の多様性と酸素(O2)の要求性である.虚血状態(低酸素・無酸素状態)でも還元経路ではNOを合成し血管拡張を行うことができる.

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    NOは,公害ガス(NOx)として知られていたガス状ラジカル分子で,最初に特定されたガス状伝達物質(gasotransmitter)である.後に,一酸化炭素(CO)や硫化水素(H2S)も同様の機能をもつことが明らかになった(4)【新品50%オフ】23区S ストレートパンツ 小さいサイズ">4) H. Yamasaki & M. F. Cohen: Nitric Oxide, 55–56, 91 (2016).(5)ニンテンドースイッチ 本体一式とポーチ">5) J. Travis: Science, 306, 960 (2004)..植物iNOSショックが冷めやらない2006年,英国Royal Agricultural Collegeで開催されたHarden/EMBO合同国際会議“The biological diversity of nitric oxide metabolism and signaling”においてさらなる衝撃が走った(図2PSVITA pch-2000">図2■Joint 62nd Harden conference/EMBO workshop (2006)).AtNOS1を発見したCrawfordが,「AtNOS1にはNO合成酵素活性が見られない」と耳を疑うような内容の口頭発表を行った.植物iNOSと同様に,AtNOS1にも研究不正の疑惑が浮上してしまったのである.最近,Science誌(6)6) K. Kupferschmidt: Science, 361, 636 (2018).およびNature誌(7)テーラーメイド P790アイアン MCI 70 R 2019年モデル">7) H. Else: Nature, 570, 287 (2019).

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    図2■Joint 62nd Harden conference/EMBO workshop (2006)

    生物のNO代謝を集中的に議論する国際会議“NO: a radical in control”の場で衝撃的な報告が行われた.右下写真左より,Hancock, 筆者,Neil, Crawford .


    NOSが関与しないNO合成機構を独自に検討していたわれわれは,亜硝酸塩から硝酸還元酵素(NR)反応によってNOが合成される実験的な証拠を1999年に示した(8)8) 山崎秀雄:化学と生物,39,780(2001).(3)ちはやふる 1-49巻 全巻セット">3) D. Bender & G. Schwarz: FEBS Lett., 592, 2126 (2018).図1恐怖の報酬 訳者署名入">図1■二つのNO合成経路).

    ヒトの口腔内および消化管内にはさまざまな共生細菌が常在しており,土壌細菌と同じような窒素循環系を形成している(1)1) 山崎秀雄,渡邊なお子:血管,37,107(2014).(9)trefle+1 トレフルプラスワン リボンサロペットパンツ 新品未使用!">9) J. O. Lundberg, E. Weitzberg & M. T. Gladwin: Nat. Rev. Drug Discov., 7, 156 (2008).(10)10) H. Yamasaki, S. N. Watanabe, J. Fukuto & M. F. Cohen: “Studies on pediatric disorders, oxidative stress in applied basic research and clinical practice” eds by H. Tsukahara & K. Kaneko, Springer (2014) p. 35.

    生活習慣病やメタボリックシンドロームの誘発因子である「偏った食生活」,「過度なストレス」,「老化」によって血管機能が損傷あるいは低下することが考えられている(1)1) 山崎秀雄,渡邊なお子:血管,37,107(2014).(10)10) H. Yamasaki, S. N. Watanabe, J. Fukuto & M. F. Cohen: “Studies on pediatric disorders, oxidative stress in applied basic research and clinical practice” eds by H. Tsukahara & K. Kaneko, Springer (2014) p. 35.

    ( 10)10) H. Yamasaki, S. N. Watanabe, J. Fukuto & M. F. Cohen: “Studies on pediatric disorders, oxidative stress in applied basic research and clinical practice” eds by H. Tsukahara & K. Kaneko, Springer (2014) p. 35.

    Reference

    1) 山崎秀雄,渡邊なお子:血管,37,107(2014).

    2) 農林水産省:食品安全に関するリスクプロファイルシート,http://www.maff.go.jp/j/syouan/seisaku/risk_analysis/priority/pdf/151202_nitrate.pdf, 2015.

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    6) K. Kupferschmidt: Science, 361, 636 (2018).

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    8) 山崎秀雄:化学と生物,39,780(2001).

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    10) H. Yamasaki, S. N. Watanabe, J. Fukuto & M. F. Cohen: “Studies on pediatric disorders, oxidative stress in applied basic research and clinical practice” eds by H. Tsukahara & K. Kaneko, Springer (2014) p. 35.