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スナネズミ (Merionesunguiculatus)
日本栄養・食糧学会誌 Vo . 14 9 N o .6 3 2 1 ' " ' ' 3 2 9 1 9 9 6 スナネズミ ( M e r i o n e su n g u i c u l a t u s ) の肝および胃における アルコール脱水素酵素アイソザ、イムに関する研究 一一一ラット・マウスおよびモルモットとの比較一一 林 あつみヘ清水真澄ネヘ七戸和博村 長谷場 健 村 * 木 元 幸 一 * 本東京家政大学栄養学科 村日本医科大学実験動物管理室 料*日本医科大学法医学教室 ComparativeStudiesonAlcoholDehydrogenaseIsozymesi ntheLiverand e r i o n e su n g u i c u l a t u s,Rat,MouseandGuineaPig StomachofM *MasumiSHIMIZU , ' 同 K azuhiroSHICHINOHE , * * AtsumiHAYASHI, TakeshiHASEBA村本 andKoichiKIMOTO* *Dψ' a r t m e n t0 1Nutrition,TokyoKaseiUniversi凱 ltabashi-ku,Tokyo173 * *Dゆ' a r t m e n t0 1Laborat01YAnimalScience,N争l j J o η M e d i c a lS c h o o l ,B zmkyo みu ,T o k y o113 * D e t a r t m e n t0 1LegalMedicimちNiPponMedicalSchool,Bunkyo・ku,Tokyo113 , 村 NipponEiyδShokuryoG a k k a i s h iU .JPn.Soc.Nu: t χ F oodS c i . )49,3 2 1 ' " ' ' 3 2 9( 19 9 6 ) Them u l t i p l i c i t yo fa l c o h o ld e h y d r o g e n a s e(ADH)i s o z y m e swasexaminedi nt h el i v e randstomacho f Mongoliang e r b i 1 s .FourADHi s o z y m e swerer e s o l v e dandd i s t i n g u i s h e do nt h eb a s i so ft h e i re l e c t r o p h o r e t i c mob i 1 i t i e s ,t i s s u ed i s t r i b u t i o n s ,ands u b s t r a t eandi n h i b i t o rs p e c i f i c i t i e s .Comparedw i t ht h eADHi s o z y m e s y s t e m sr e p o r t e dp r e v i o u s l yi nt h emouse,r a tandg u i n e ap i g ,c 1 a s s1andI IADHswerei d e n t i f i e di nt h el i v e r andc 1a s sIVADHi nt h estomacho ft h eMongoliang e r b i . 1C l a s sI I IADHwasd e t e c t e di nb o t ho r g a n s .Thus , t h eADHs y s t e m so ft h eMongoliang e r b i 1seemt obei d e n t i c a lt ot h o s eo fo t h e rr o d e n t s .L i v e rADHo ft h e i 1showedsimi 1a ra c t i v i t yt ot h o s eo ft h emouseandr a t ,a ndwass i g n i f i c a n t l yh i g h e rt h a n Mongoliang e r b t h a to ft h eg u i n e ap i g ,t o w a r d se i t h e r1 5mMe t h a n o lo r5mMhexeno . 1However ,s tomachADHa c t i v i t yi n , 1 ia sw e l la s出 a to ft h eg u i n e ap i g , wasmuchl o w e rt h a nt h o s eo ft h emouseandr a tf o r t h eMongoliang e r b b o t hs u b s t r a t e s .Thea c t i v i t yi nb o t hs p e c i e swasa l s omuchl o w e rt h a nt h el i v e rADHa c t i v i t i e se v e na t h i g h e rc o n c e n t r a t i o n so fe t h a n o l,a l t h o u g hADHa c t i v i t i e si nt h emouseandr a tf o r5 0 0mMe t h a n o lwere a b o u tt w i c ea sh i g hi nt h estomacha si nt h el i v e r .A c c o r d i n g l y ,t h ef i r s t p a s sm e t a b o l i s mo fa l c o h o li nt h e stomachwoulda p p e a rt op r o c e e dt oal e s s e re x t e n ti nt h eMongoliang e r b i 1andg u i n e ap i g .F u r t h e r m o r e, t h el o w e ra c t i v i t yo fstomachADHf o rh e x e n o lf o u n di nt h eMongoliang e r b i 1andg u i n e ap i gseemst or e f l e c t t h ef e e d i n gh a b i t so ft h e s ea n i m a l s . Key 防' o r d 旨 a l c o h o ld e h y d r o g e n a s e,m o n g o l i a ng e r b i l,r o d e n t s ,l i v e r ,s t o m a c h . ( R e c e i v e dNovember3 0,1 9 9 5 ) アルコール飲料は,人聞にとって向精神薬的食品とし て食品のなかでも特別な位置を占めてきたと思われる。 ニズムについては未だ不明な部分も多い。 従来, D 甫乳類 ADHには種々のアイソザイムが報告さ その主成分であるエタノールの代謝は,おもに肝内のア れており 1)-4),組織分布,等電点やピラゾールによる阻 ルコール脱水素酵素 (ADH) [ EC1 .1 . 1 .1 Jによって行わ 害度ならびにエタノールに対する Km値等の違いによ れることが明らかとなっているが,その酵素的代謝メカ り,大きく四つのクラスに分類されている。クラス Iは キ〒 1 7 3東京都板橋区加賀 1 1 8 1 村〒1 1 3東京都文京区千駄木 1 1 5 付事〒 1 1 3東京都文京区千駄木 1 1 5 おもに肝に局在し,アルコール代謝の鍵酵素とされてい る。その酵素的性質は,アルカリ側に等電点を有し,エ タノールに対して低い Km値をもち,ピラゾールで強く 3 2 2 日本栄養・食糧学会誌 阻害される。ヒトでは α -,β ,y-ADH,マウスでは b a s i c I Iに分類される ADHがこのクラスに相当する。クラス I ADHは,ほぽ全身の臓器に分布し,アルコール代謝への 実験方法 1 . 動物および試薬 一定の寄与が示唆されている 4)九その酵素的性質として スナネズミは日本医科大学実験動物管理室で飼育繁殖 は,酸性側に等電点を有し,エタノールに対してはきわ した 1 0週齢雄(体重 6 0 . 1: l :3 . 5g ),雌 ( 4 9 . 7: l : 1 .6 g)各 めて高い Km値 (>1M) をもち,ピラゾールで阻害され 3匹を用いた。マウスは ddY系 7週齢雄 ( 2 3. 8: l :1 .3g ), . 6土 0 . 8g ) 各 3匹,ラットは Sprague-Dawley 雌(19 2 3 8 .2: l :1 8 .9g ),雌(18 8 . 3土 2 3 . 6g ) ( S D )系 7週齢雄 ( 各 3匹,そしてモルモットは H a r t l e y系 7週 齢 雌 3匹 ( 2 0 2 . 2: l :6. 4g )を埼玉実験動物供給所より購入して用い ない。ヒトでは X-ADH,マウスでは acidicADHが相当 Iに関しては,クラス Iとクラス I I Iの中間 する。クラス I の性質を有し,ヒトでは 7 t-ADH ,マウスでは ADH-β が 相当する。最初,このクラスは肝と胃に存在するとされ てきたが, 1 9 9 0年 P a r e sらのにより胃におザるこの た。餌(標準固型飼料,オリエンタル酵母社製)および ADHは,肝のクラス I Iとは異なるクラス IVに分類さ れ,アルコール代謝における「初回通過効果 ( f i r s t p a s s 水は実験に供するまで自由に摂取させ,エーテル麻酔 m e t a b o l i s m )Jに 関 与 し て い る こ と が 示 唆 さ れ て い る7)-9)。ヒトにおいては胃 ADHの活性が低い,クラス W 欠損の例が報告されており 1 0 うこのタイプの人は飲酒 n i c o t i n a m i d ea d e n i n ed i n u c 1 e o t i d e(β-NAD),4 ・ m e t h ,p h e n a z i n em e t h o s u l f a t e (PMS) は Sigma y l p y r a z o l e 社より,エタノ}ルは残留農薬試験用試薬特級を和光純 時の血中アルコール濃度が高いことが知られている 11)。 薬工業勝)より, t r a n s ・ 2 ・ hexen ・1 ・o I(ヘキセノール), 3, ι 3 下,心臓採血後,肝臓と胃を摘出し酵素試料とした。 β- ス等の研究を通して現在では四つのクラスに分類されて 4 ぺb i p h e n y l e n e )b i s( 2, 5 d i p h e n y l 2 H ・t e t r a z o l i u m ( 4, c h l o r i d e ) (ネオテトラゾリウム)は A l d r i c h社より購入 おり凶 同,それらはそれぞれの酵素的性質および組織分 した。 このように鴫乳類の ADHはヒト,ウマ,ラット,マウ 布に応じて,アルコール代謝や生理的代謝に寄与してい 2 . 酵素液の調製 るものと予想される。これら,各クラスの ADHのアル 肝臓および胃を,その重量の 5倍量の 5mMトリス塩 コール代謝および生理的代謝にお貯る役割分担を明らか . 5,0 . 5mMNADおよび 0.25Mショ糖 酸緩衝液 (pH7 にするためには,種々の動物種にお砂るアルコール代謝 を含む)中でヒスコトロン(~槻日音医理科器械製作所) 能および生理的特徴と各 ADHアイソザイム活性との関 を用いてホモジナイズし, 1 0 0, 000Xgで 6 0分の遠心分 係を検討することが重要である。たとえば,クラス I 離により得た上清を酵素液とした。これらの抽出操作は ADHを遺伝的に欠損した動物種 (ADH-d e e rmouse) では,正常種 (ADH+d e e rmouse)の約 50%のアルコー 氷中または 4C下で行った。 ル代謝能を示すことが知られている 5)17)。また,われわれ は以前,へキセノールを多く含む青葉等を食するディア マウスの胃の ADHが,マウスと同様ヘキセノー Jレに高 い活性を示すことを報告した九 ところで,スナネズミは分類上ラットやマウスと同様 蓄歯目に属するが,本来砂漠を生棲地とするため,他の 醤歯類に比べ食性を異にし,また,水分摂取量ならびに 0 3 . ADH活性測定法 ADHの活性は, 1mMNADを含む 0 . 1Mグリシン緩 衝液 (pH1 0 . 7 )に酵素液を加え,基質として各種濃度の エタノールまたはヘキセノールを添加し,3TCにお抄る NADHの産生速度を目立分光光度計(10 0 1 0型)を用い 340nmで測定した。酵素の活性単位は, 1μmolNADH/ minを 1u n i tとした。 4 . タンパク量測定法 尿排j 世量の少ない水代謝を特徴とする問。さらに,アル i o -Radp r o t e i na s s a y法制により, タンパク量は, B コールは抗利尿ホルモンの分泌を抑制することにより, 牛血清アルブミン (BSA)を標準として 595nmで測定し 水代謝に大きな影響を及ぽすことが知られている 19)。 た 。 これらのことから,各 ADHアイソザイムの活性と食 性,およびアルコール代謝と水代謝との関係を研究する 上でスナネズミは興味ある対象であるが,この動物種の アルコール代謝および ADHに関する報告はまだ見当た らない。そこで本動物種の肝と胃にお貯る各クラスの 5 . ディスク電気泳動法による ADHアイソザイムの 検出 ADHアイソザイム検出のためのディスク電気泳動お )の方法に準じて行った。 よび活性染色は, Hasebaら4 0 . 1M L -アルギニンと 0.76mMNADを含む 7.5%ポリ . 5 ) 2 4 )を作製し, 3.5mML-ア アクリルアミドゲル (pH9 ADHアイソザイムの分布様態およびそれらの活性を, 0 ) ,ラット 2 1 ) ,モルモット 2 2 ) すでに報告されているマウス 2 ルギニンと 0.5mMNADを含む 38.4mMβーアラニンの 等の醤歯類と比較検討し,各アイソザイムのアルコール 泳動用緩衝液 (pH9 . 0 )で , 2Cにて約 2時間電気泳動を 代謝および食性にお貯る寄与について考察した。 行った。泳動後のゲルの活性染色は, 2 . 2mMNAD,0 . 7 5 0 3 2 3 Vo. l4 9 No.6 1 9 9 6 ( b ) ( a ) 言 400 - ∞ 2 Z 0 也 ‘ o ‘ a d -; 。 、 、 コ a E 、 、 コ E } > - E ∞ ・ ・ - ∞ 3 ∞ 4 ‘ ー 〉 H 〉 4 U ~ z Z 0 帽 o 4 c( M o n g o l i a ng e r b i l mouse r a t g u i n e ap i g specles ∞ 1 o M o n g o l i a ng e r b i l mouse r a t gUlneap l g species F i g .1 . L i v e rADHa c t i v i t i e so fv a r i o u sr o d e n t s . L i v e rfromeachr o d e n twashomogenizedi n d i v i d u a l l yi n5v o l(w / v )o fe x t r a c t i o nbu 任e r( 5mMT r i s H C l, pH7 . 5,c o n t a i n i n g0 . 5mMNADand0 . 2 5Ms u c r o s e ).Thehomogenatewasc e n t r i f u g e da t1 0 0, 0 0 0X gf o r1 n0 . 1Mg l y c i n ebu 旺e r(pH1 0. 7 )c o n t a i n i n g1mMNAD h.ADHa c t i v i t yo ft h ee x t r a c twasa s s a y e da t3TCi and1 5mMe t h a n o lo r5mMhexenolbymeasuringt h er a t eo fNADHp r o d u c t i o na t3 4 0nm.P r o d u c t i o no f1 μMNADHp e rminwasd i f i n e da soneu n i to fenzymea c t i v i t y .a )L i v e rADHa c t i v i t ywase x p r e s s e da smU/ )L i v e rADHa c t i v i t ywase x p r e s s e da sm U/ gbody mgo fl i v e rp r o t e i nandt h ev a l u e sa r emeans土 SD.b r e n c ei nt h ea c t i v i t yw i t he t h a n o lo rh e x e n o la ss u b s t r a t eamonga n i m a l swas w e i g h t .A s i g n i f i c a n c eo fd i百e a s s e s s e dbyt t e s t( ρ<0 . 0 5 ) .目 1 5mMe t h a n o la ss u b s t r a t e;口,5mMh e x e n o la ss u b s t r a t e . mMネオテトラゾリウム, 1 . 3 8mMPMSおよび,基質と ノールを基質として測定した結果を F i g .1に示した。ス して各種濃度のエタ ノールを含む 0 . 1M グリシン緩衝 ナネズミの ADH活性は,エタノールおよび、ヘキセノー 液 (pH1 0. 7 )中で 3TC約 3 0分間イ ンキュベートするこ ルのいずれを基質とした場合も,マウス,ラットと同様, とにより行った(ネオテトラゾリウム法 :NT法)。また, F i g .1( a ) )。また,図に モルモットより有意に高かった ( ヘキセノーノレを基質として用いることにより,エタノー は示さなかったが,各動物種の両基質問の ADH活性を ノレでは検出されにくい他のすべてのクラスの ADHアイ 有意差検定すると,スナネズミ,ラ ッ トについてはエタ ソザイムも検出した。 ADHの阻害剤である 4 m e t h y l - ノールの方が有意に高く,マウスは有意差はみられな . 1M グリ シン緩衝液に 2 . 2 p y r a z o l eを用いる場合は, 0 かったものの同様の傾向にあった。しかしモルモ ッ トは, . 2mM4 m e t h y l p y r a z o l eを 添 加 し mMNADお よ び 1 ヘキセノールに対する活性の方が有意に高かった 。 ま 3TCで 5分間のプレインキュベーション後,同様に染色 た,体重 g当りの活性をみたところ,体が小さい種ほど した。 ADH活性は高い傾向にあった ( F i g.1( b ) )。この結果 ADHアイソザイムの同定は,電気泳動上の移動度,エ タノールとへキセノールに対する基質特異性および 4 m e t h y l p y r a z o l eに対する阻害感受性などにより行った。 は,アルコール代謝速度と各動物種の体重が反比例する という報告 25) に相応した。 2 . 肝 ADHアイソザイムの電気泳動 各動物種における肝 ADHのアイソザイムを電気泳動 6 . 統計処理 実験データ ( F i g .1 ,3 ,6 ) は,平均値±標準偏差で示 した。 F i g .1および 3の結果については,エタノールあ により検索し,それらの活性をデン シ トメータで検討し た 。 F i g .2には泳動パターンの写真を示した。 るいはへキセノールを基質としたときのスナネズミに対 0 8mMエタノールを基質と いずれの種においても, 1 する各動物種のデータについて,また,各動物種におけ した場合,陰極側から順に ADHの 、 活 ' 性 ノ Tンド A,Bが検 るエタノールとへキセ ノールのデータ間で F検定後,等 出された(la ne( 1 ) )。バ ン ドA は , 4 m e t h y l p y r a z o l e添 分散性を示したものについては S t u d e n t ' st t e s tにより, 加で消失したが,バ ン ドBは薄くなったが消失しなかっ また等分散性を示さなかったものについては W e l c h ' s た(la ne( 2 ) )。 また,すべてのクラスのアイソザイムが t t e s tにより有意差 を判定した。 検出可能な 5mMへキセ ノールを基質とした場合,エタ 結 果 ノールで検出されたバンド A および B に加え,バンド C が明瞭に検出された(la ne( 3 )) 4 m e t h y l p y r a z o l eはエ 0 1 . 各種蓄歯類における肝 ADH活性の比較 タノールのときと同様,バンド A を強く阻害したが,バ スナネズミ,マウス,ラット,モルモットにおける肝 ン ド Bお よ び Cは ほ と ん ど 阻 害 さ れ な か っ た ( la ne ADH活性を, 15mMエ タ ノ ー ル ま た は 5mMへキセ ( 4 ) )。 また,いずれの動物種においても,活性バンド B 3 2 4 日本栄養・食糧学会誌 gUlnea pl g M on90Iian 9er biI A 8 B. . . . . + 調関 開 - ( 3 ) 調 ・ ・ . ' ( 4 ) + ( 3 ) ( 4 ) + (1) ( 3 ) ( 2 ) ( 4 ) ( 3 ) ( 2 ) Fig.2 .D i s ce l e c t r o p h o r e s i so fl i v e rADHisozymesfromv a r i o u sr o d e n t s . ( 4 ) ( 1 ) ( 2 ) 圃日 ( 1 ) ( 2 ) rat use 務 A A B B→ C→ 嬢 + 戸 長 ( 1 ) 製聾 踏 L i v e re x t r a c twass u b j e c t e dt oe l e c t r o p h o r e s i son7.5%a c r y l a m i d ed i s cg e l( 0. 1ML a r g i n i n eb u f f e r,pH9 . 7 ) u s i n g3 8 . 4mMβ-alanine/3.5mML a r g i n i n eb u f f e r (pH9 . 0 )c o n t a i n i n g0 . 5mM NAD. Theenzymewas s t a i n e di n0 . 1Mg l y c i n ebu 百e r(pH1 0 . 7 )c o n t a i n i n g2 . 2mMNAD,0 . 8mMn e o t e t r a z o l i u m,1 . 4mMp h e n a z i n e . Lane1 ,1 0 8mMe t h a n o l;Lane2 ,1 0 8mMe t h a n o l+1 . 2mM4 m e t h y l p y r a z o l e; m e t h o s u l f a t eanda l c o h ol ,1 5mMh e x e n ol;Lane4 ,1 5mMh e x e n o l十 1 . 2mM4 m e t h y l p y r a z o l e . Lane3 および C はエタノールよりもへキセノールを基質とし いて検出されたことより,クラス I Iと推定された。パン た場合の方が濃く検出された。この傾向は,とくにバン 0 8mMエタノールでは検 ド Cは,最も陰極側に位置し 1 ドC において著しかった。 出されず,ヘキセノールを基質とした場合に著しく強く 各クラスの ADHアイソザイムの電気泳動上の移動度 検出され, 4 m e t h y l p y r a z o l eで 阻 害 さ れ な い こ と よ は動物種によってかなり異なるが,各 ADHバンドの基 り27),クラス I I Iと推定された。モルモットおよびラット 質特異性および阻害剤特異性は,精製した各 ADHアイ において検出された ADHパンド A,B,C も,同様にそ ソザイムの活性変化をほぼ反映していることが確認され ,I I,I I Iと推定された。 れぞれクラス 1 ている 26)。したがって,各クラスの ADHを電気泳動上の 3 . 胃 ADH活性の比較 バンドで同定する場合,移動度のみならずアルコールに Fig.3に示すように,スナネズミの胃 ADH活性はエ m e t h y l p y r a z o l eに対する阻害感受 対する基質特異性, 4 タノールおよびへキセノールのいずれを基質とした場合 性および組織分布等を検討することにより,同定するこ も,マウス,ラットに比べてその活性は有意に低く,モ とが可能で、ある。図 2においてマウスのバンド A,B,C ルモットと同程度であった。また,いずれの種において は既報収 6) に照らし合わせて,それぞれクラス 1 ,I I,I I I も,胃の ADH活性は,肝とは異なりエタノールよりもへ と同定された。スナネズミの場合,バンド A は最も陽極 キセノールに対する活性が有意に高かった。 0 8mMエタノールを基質とした場合に強 側に位置し, 1 4 . 胃 ADHアイソザイムの電気泳動 m e t h y l p y r a z o l eによって最も強く阻害さ く検出され, 4 次に,胃 ADHアイソザイムを調べるために,電気泳動 れることから,クラス Iと推定された。バンド B は,移 後,全クラスの ADHアイソザイムが検出可能なヘキセ 動度が A と Cの中間で,エタノールよりもへキセノー ノールを用いて活性染色を行い,アイソザイムパターン -m e t h ルを基質とした場合の方が活性が高く, 4 を観察した(デンシトメータの結果は省略) 0F i g . 4に示 y l p y r a z o l eで完全には阻害されないこと,また,肝にお すようにいずれの蓄歯類においても 2本の活性バンドが 3 2 5 Vol .4 9 NO.6 1996 E}hZ ﹀ZU帽zod ﹃ (E-20a ﹄ mE ミd クラス I I Iと同定されている 5)26)。スナネズミの胃 ADH え 500 において陽極側のバンド E は,肝 ADHのバンド C と同 400 じ移動度で(la ne ( 1 ) , 300 影響を受けない(la ne (2))ことから,クラス I I Iと推定 X ( 3 ) ),4-meth) 匂y r a z o l eにより された。陰極側のバンド D は,マウスの場合と同様肝の 200 ( la ne ( 1 ), ( 3 ) ),4 - バンド A より移動度が若干大きく 100 2 ) )ことか m e t h y l p y r a z o l eによる影響がみられた(lane( 0'----'- M o n g o l i a ng e r b i lm o u s e r a t ら,胃に特異的なクラス IVと推定した。ラットやモル g u m e ap l g モットの胃 ADHのバンド D も,肝のバンド A(クラス specles c(クラス IIIADH)の中間の移動度 c t i v i t i e s o fv a r i o u s F i g .3 . Stomach ADH a r o d e n t s . 1ADH) とバンド StomachADHa c t i v i t ywasa s s a y e dbyt h esame 5mMe t h a n o l methodsa sd e s c r i b e di nF i g.1.目 1 r 出 1 :h exenola ss u b s t r a t e . a ss u b s t r a t e;口,5r の抑制が認められたこと(la ne( 2 ) ),胃に特徴的である を示し(la ne ( 1 ) , ( 3 ) ),4 m e t h y l p y r a z o l eにより活性 ことより,クラス IVと推定された。 5 . スナネズミ肝および胃 ADHアイソザイムの活性 に対するエタノール濃度の影響 検出された(la ne( 1 )) 4 m e t h y l p y r a z o l eによりノ fンド 晴乳類 ADHの各クラスのエタノールに対する Km値 E は阻害されなかったが,バンド D には影響がみられた はクラス Iで数 mMまたはそれ以下,クラス I Iで数十 0 ( la ne( 2 ))。マウスの胃 ADHにおいては,組織分布,基 mM,クラス IVで数百 mMおよびクラス I I Iで数 M であ 質特異性および 4 m e t y l p y r a z o l eによる阻害特性などか ることが知られている収川町。そこで,試料の量と反応時 ら,陰極側のバンド Dはクラス IV,陽極側のバンド Eは 間を同じにして,基質のエタノール濃度を変化させるこ ・ Mongolian gerbiI sto ach liver 繍園開 十竺ア gUlnea plg 1iver stOllach 期開即 t 0 " " " ' ー 間 E→ + ‘F ( 2 ) ・ .Ouse sto ach sto ach 明噸圃・w ( 4 ) JU ( 4 ) q , ‘ 、 、 E , , E 一 -叩 ・ r ‘ , 、q u , , 、 ‘ E n7L 、 、‘,, , , 、 ︼ , l ,,.‘、 + r a t Iiver ぜ 判 明明 。 規卿闘胸囲曹 A→ B→ E 、 、‘., ー , t + C→ 零y乃 ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( J ) 可曹暫 ( 2 ) 3 ( 3 ) ( 4 ) F i g .4 . D i s ce l e c t r o p h o r e s i so fstomachADHi s o z y m e so fv a r i o u sr o d e n t s . D i s ce l e c t r o p h o r e s i sanda c t i v i t ys t a i n i n gwereperformedbyt h esamemethodsa sd e s c r i b e di nF i g .2 1 ) and( 2 )o feachr o d e n tshowedADHisozymep a t t e r n so f ( h e x e n o lwasu s e da sas u b s t r a t e. ) .Laneso f( t h es t o m a c h .Lane ( 2 ) wass t a i n e di nt h ep r e s e n c eo f4 m e t h y l p y r a z o l e . Lanes ( 3 ) and ( 4 ) wereADH isozymep a t t e r n so ft h el i v e r,a sshowni nF i g .2 3 2 6 日本栄養・食糧学会誌 ( 1 ) ( 2 )( 3 )( 4 ) ( 5 ) ( 6 ) ・ thnoI { I I } 日. 0 0 6 0.015 0. 1 0.25 0 . 5 ・ st0 ach F i g.5 . E妊e c t so fe t h a n o lc o n c e n t r a t i o n s on ADH isozymea c t i v i t i e si nt h el i v e randstomacho f Mongoliang e r b i L + ( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( 5 ) ( 6 ) ( 7 ) ( 8 ) ( 9 ) ・ thnol{l I } 0. 0 0 6日 ー 日1 50 . 1 1 5 0.25 日. 5 2 .5 D i s ce l e c t r o p h o r e s i s was performed by t h e same methodsa sd e s c r i b e di nF i g .2 . A c t i v i t ywass t a i n e dby u s i n gv a r i o u sc o n c e n t r a t i o n so fe t h a n o la sas u b s t r a t e . 1 ),0. 0 0 6M ;l a n e( 2 ),0 . 0 1 5M ;l a n e( 3 ),0 . 1 Lane ( M;l a n e( 4 ),0. 25M;l a n e( 5 ),0.5M;l a n e( 6 ),1M; a n e( 8 ),2M ;l a n e( 9 ),2 . 5M . l a n e( 7 ),L5M ;l M o n g o l i a ng e r b i l guineap i g 150 。430O 。 a . , 色 』E 圃 、 E M 』 、 1 コ E 5 h叩50 ・ ω B 岡 百 E B 2 h . m 10 o z 《 o z d n 。 。 ethanol(M) ethanol(M) 、 町ouse r a t 200 200 。 z 包 •0 、 2 3 E z s , h 1田 2 J •E P 0 1 曲 o z 《 o z 《 盲 邑 E ethanol(M) ethanol(M) F i g .6 .E f f e c t so fe t h a n o lc o n c e n t r a t i o n sonl i v e randstomachADHa c t i v i t i e so fv a r i o u sr o d e n t s. . 0 0 6, ADHa c t i v i t i e so ft h el i v e randstomachwerea s s a y e dbyu s i n gv a r i o u sc o n c e n t r a t i o n so fe t h a n o l( 0,0 0 . 0 1 5,0 . 1,0 . 2 5,0 . 5,1 ,L 5and2M )a sas u b s t r a t e .L i v e rADHa c t i v i t ywase x p r e s s e da smean: tSDm U/ c t i v i t ywaso b t a i n e dfrommixedhomogenateo ft h estomachs mgo ft h r e ea n i m a l s.While,stomachADHa i v e r;0 stomach. fromt h r e ea n i m a l s . l ,・ , Vol .4 9 No.6 1 9 9 6 3 2 7 とにより,スナネズミの 3本の肝 ADHバンドおよび 2 よぴモルモットの胃 ADHは著しく低活性で,高濃度エ 本の胃 ADHバンドへの影響を検討し,デンシトメータ タノール下でも肝 ADH活性を凌ぐことはなかった。し により観察した。 F i g . 5には泳動パターンの写真を示し たがって,これらの動物種は,胃 ADH活性の低い種であ た 。 ることが明らかとなった。 . 1M ( l a n e 肝 ADHのバンド Aはエタノール濃度 0 ( 3 ))をピークとして活性の値下がみられ,バンド Bは 1 ' "1 .5M ( I a n e( 6 ), ( 7 ) )の聞で弱いながら活性が認め られた。一方,バンド Cは 2 . 5M ( Ia n e( 9 ) )まで活性が 上昇した。これらのことは, A,B,Cの順にエタノール 7 . エタノールを基質とした場合のスナネズミ肝およ び胃 ADHの広司値 スナネズミの肝および胃の組織粗抽出液を用いて Aはエタノールに対し最も低い Km値を有することか ら,クラス Iに相当することが確認された。また,バンド ADHのエタノールに対する,見掛貯の Km値を求めた。 肝 ADHの Km値は, L i n e w e a v e r B u r kp l o t解 析 か ら 0.35mMと求められた。この値は,ラットの Km値1.4 21 20 ) よりも小さしむしろマウスの K mM m値 0 _ 1 5mM ) 22 およびモルモットの Km値 0 . 2 9mM )に近かった。ー 方,胃 ADHについては, 2 9.6mMと 1 9 4. 4mMという Cはエタノ-)レに対し最も高い Km値を有することか 二つの Km値が求められ,後者は,すでに報告されてい I Iに相当し,バンド Bは肝のみに検出され, ら,クラス 1 20 )およびラット胃 るマウス胃 ADHの 広n値 2 3 2mM エタノールに対する Km値を含め,種々の酵素的性質が ADHの 広n値 3 4 0mM21)に近かった。 に対する Km値が高くなることを示している。したがっ て ,F i g .2の結果に加えて,スナネズミ肝 ADHのバンド Iに相 バンド A とCの中聞を示したことより,クラス I 当することがそれぞれ確認された。 Ia n e( 6 ) ) また,胃 ADHについては,ノてンド Dは 1M ( で最大活性を示したが,バンド E は 2 . 5M ( I a n e( 9 ) )ま 考 察 スナネズミは,水利用の効率がよく 4 5日以上も水な しで暮らせるといわれており 29),その理由として,スナネ i g .4の結果と合 で活性の増大を示した。したがって, F ズミの脳内の抗利尿ホルモンの濃度は,ラット等より約 わせて,バンド E は,高濃度エタノールでも活性が飽和 3倍も高い 3のこと等が考えられている。アルコールは抗 せず, 4 ・ m e t h y l p y r a z o l eで阻害されないことより,肝の 利尿ホルモンの分泌を抑制することにより,利尿効果を バンド Cと同じくクラス 1 I Iと同定された。またバンド 示し,水代謝に大きな影響を及ぽす 19)。このように特徴 Dに つ い て は 1Mで最大活性を示すこと, 4m e t h y l p y r a z o l eによる影響がみられたことから,胃に特異的 な存在が報告されているクラス 1 Vに相当することが確 的な水代謝を示すスナネズミのアルコール代謝およびア 認された。 およびアイソザイムの分布を他の醤歯類と比較した。 ・ 6 . 肝および胃の ADH活性へのエタノール濃度の 影響 肝および胃にお砂る,おのおのの ADHアイソザイム ルコールの水代謝への影響を検討することを今後の目的 として,今固まず本動物種の肝と胃におげる ADH活性 スナネズミ肝において,電気泳動上,最も陰極側に見 いだされた ADHのバンド Aは,他の醤歯類のバンド A と同様に低濃度エタノールで活性が高く, 4 ・ me 吐l y l・ 強く受げることが,泳動ノすンドの強度変イじにより確認さ p y r a z o l eで 最 も 強 く 阻 害 さ れ た こ と か ら , ク ラ ス I F i g .2 )。また,最も陽極側に検出 ADHと同定された ( れた。そこで,肝および胃におげる ADH活性のエタノー されたバンド(肝では C,胃では E )は,他の醤歯類のバ の活性は,その Km値に応じてエタノール濃度の影響を ル濃度依存性を検討した ( F i g .6 )。肝 ADH活性はいず ンドと同様,その活性がエタノール 2 .5Mまで飽和され れの動物種においても,エタノール濃度 15mM前後で最 ず , 4 ・ m e t h y l p y r a z o l eで阻害されなかったことから,ク 高活性を示し,それ以上の濃度では活性が低下し, 0 .5M ラス I I Iと同定された ( F i g .4 ,5 )。胃のバンド Dは肝ク 前後から一定の活性を示した。これは,エタノールの濃 ラス Iより若干大きい移動度をもち,クラス Iと異なり l 度が低いときにはクラス 1ADHが高活性を示すが, 1 5 mM以上ではその活性が低下し,逆にクラス I Iおよびク ラス 1 I Iの活性が反映する ( F i g .5 )ことによるものと推 察された。また,胃 ADH活性においては,マウス,ラッ トではエタノール 0 .5M前 後 の 濃 度 を 境 に し て , 肝 ADH活性よりはるかに高くなった。このことはこれら M前 後 の エ タ ノ ー ル で 最 大 活 性 を 示 し , 4m e t h y l p y r a z o l eによる阻害は低かったことから,クラス IVと F i g .4 ,5 )。このように,スナネズミにおけ 同定された ( る ADHアイソザイムシステムは,他の蓄歯類と同様で あることがわかった。また,それぞれの ADHクラスの 電気泳動におげる移動度は動物種によって異なっていた の種の胃では中および、高濃度エタノールでよく働くクラ が,いずれの種でも陰極側からクラス 1 ,I V,I I,I I Iの順 Vおよび I I Iが高活性で存在する ( F i g .4 ,l a n e( 1 ) , ス1 F i g .4 )。 であった ( ( 2 ))ことによるものと推察された。一方,スナネズミお ・ スナネズミにおいて,アルコール代謝能の指標となる 3 2 8 日本栄養・食糧学会誌 要 肝 ADH活性は, 15mMエタノールおよび 5mMヘキセ 事 旬 ノールのいずれの基質でもモルモットより有意に高く, ADHアイソ ADH活性を ラットやマウスと同程度であった。一方,アルコール代 スナネズミの肝と胃にお貯る各クラスの 謝の初回通過効果の指標となる胃 ADH活性は,スナネ ザイムの存在ならびにそれら組織にお付る ズミとモルモツトにおいてマウスやラットより著しく低 マウス,ラット,モルモット等の醤歯類と比較検討した。 かった。また,スナネズミの胃 ADHのエタノールに対 29.6mMと 1 9 4. 4mMというこつの値が 2 3 2 求められた。すでに報告されているマウス胃 ADH( 2 20 mM DHの Km値 ( 3 4 0mM 1 ) ) と ) ) および,ラット胃 A 比較すると,今回のスナネズミ胃の 1 9 4 . 4mMの方の Km 値はクラス I VADHの広百値を反映したものと推定さ I Iのエタノールに対する れる。しかしながら,クラス I Km値は 1M以上であることから 27),Km値 29.6mMは , いかなる ADHの活性を反映したものであるかは不明 する Km値は, で,今後の検討課題である。 各動物種の胃 ADHアイソザイムであるクラス I I Iと I Vは,肝の主要な ADHアイソザイムであるクラス Iよ りいずれもエタノールに対する Km値が高いことが知ら れており 20)21),本研究にお砂るスナネズミ胃の ADHク I I Iと I Vのいず、れの活性ノてンドも 0 . 2 5 M以上のエ タノールで明瞭に検出された ( F i g .5 ,s t o m a c hl a n e ( 4 ))。そこで,各動物種の肝と胃の ADH活性をエタノー ラス ル濃度を変えて比較すると,マウスとラットにおいては, ( < 0 . 1M )の場合,肝 ADH活性の方 が高いが,高濃度になると明らかに胃 ADH活性の方が F i g .6 )。このことは,これらの醤歯類では 高くなった ( 低濃度エタノール アルコール摂取後の消化管内での高濃度のエタノール代 スナネズミは,肝においては,電気泳動により 3本の ADHバンド ( A ,B ,C )が検出された。陰極側のバンド A は低濃度エタノ}ルを基質とした場合に濃く染色さ れ , 4 ・ m e t h y l p y r a z o l eで強く阻害されたことから,クラ ス Iと同定された。陽極側のバンド Cはへキセノールに 対して強い活性を示し,エタノールを基質とした場合 2.5Mまで活性が飽和せず, 4 ・ m e t h yl p y r a z o l eにより阻 I I Iと同定された。クラス I とクラス I I Iの聞にみられたバンド Bは,肝に存在する I Iの中閣の酵素的性質を有することよ ことおよび Iと I り,クラス I Iと同定された。胃においても 2本のバンド 害されないことより,クラス (D,E)が検出された。陰極側のバンド D は,胃に特異 1Mで最大活性を示したこと, 4 m e t h y l p y r a z o l eによる阻害感受性が肝のクラス IADHより低いことより,クラス I Vと同定された。陽 極側のバンド Eは肝のバンド Cと同様の基質特異性お よび 4 ・ m e t h y l p y r a z o l eによる阻害感受性および移動度 より,クラス I I Iと同定された。以上のように,スナネズ ミの ADHアイソザイムシステムは他の醤歯類と同様で 的であること,エタノール また あった。 ADH活性は,マウスやラッ 15mMエタノールおよび 5mMヘキセノール スナネズミの肝にお砂る トと同様, 謝に,胃の ADHが大きな役割を果たすことを示唆する。 のいず、れの基質でもモルモットより有意に高かった。一 一方,スナネズミおよびモルモットでは,胃の ADH活性 方,スナネズミの胃 ADH活性はいずれの基質でもモル はエタノール濃度を上げても上昇はそれほどみられず低 モットと同様,マウスおよびラットに比べ著しく低かっ 値のままであり ( F i g .6 ),これらの動物種ではアルコー ル代謝にお貯る胃の役割は小さいものと考えられた。さ I I Iおよび I V た。また,肝 ADHはいずれの種においても, 15mM以 上のエタノール濃度では活性の低下がみられたが,胃 を含む胃の ADH活性がヘキセノールに高活性を示した ADH活性はマウスやラットにおいては逆に上昇し, 0 . 2 5 M以上になると逆転し,肝の活性より高くなった。 ( F i g .3 ) ことは,これらの動物種がディアマウス 5) と類 このことは,胃が摂取された高濃度のアルコールを代謝 似した食性をもっていることが示唆された。一方,スナ する場として重要であると考えられた。一方,スナネズ らに,マウスおよびラットにおいてクラス ネズミおよびモルモットでは,胃 ADH活性がエタノー ミおよびモルモットにお抄る胃 ADH活性は,高濃度エ ルのみならずヘキセノールに対しでも著しく低かった タノールでも有意な活性の上昇はみられず,低値のまま ( F i g .3 )。このことは,スナネズミが砂漠の植物の根や種 であった。したがって,これらの動物種のアルコール代 を摂食するとされている 3のように,これらの醤歯類がマ 謝にお貯る胃の役割は小さいと考えられた。さらに,動 ウスやラットと違った食性をもつことと関係していると 物種聞にお貯る各 ADHアイソザイム活性の相違は,と 考えられた。 くに胃 ADHのへキセノールに対する活性で著しく,各 以上のように,ヒトにおいても胃 ADHの活性が低い クラス 動物種の食性との関連が示唆された。 I V欠損の例が報告されている 10) ことから,胃 ADHアイソザイムのアルコール代謝および栄養代謝に おげる役割を研究するための動物モデルとして,スナネ ズミ(およびモルモット)は有用と思われる。 文 献 1 )S t r y d o m ,D . ] .a n dV a l l e e ,B . 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