Synthesis and Antimicrobial Characteristics of Novel Biocides, 4,4'-(1,6-Hexamethylenedioxy dicarbonyl)bis(1-alkylpyridinium iodide)s

非常に高い殺菌活性を有するビス-エステル型の4,4'-(1,6-ヘキサメチレンジオキシジカルボニル)ビス(1-アルキルオイリジニウムアイオダイド)類を6種合成し，その殺菌活性，殺菌特性およびヒト細胞毒性について検討した． これらの薬剤は細菌のみならずカビに対しても非常に高い殺菌活性を示し，現状の殺菌剤，抗カビ剤に比較し数十倍の活性であった． さらに細胞毒性は現状の殺菌剤の十分の一であった．


Synthesis and Bactericidal Characteristics of N-Alkyl-2-benz ylaminopyridinium Iodides

2位にベンジルアミノ基を導入したN-アルキル-2-ベンジルアミノピリジニウムアイオダイドを合成し，殺菌活性に及ぼすアンモニウムヘッドのかさ高さの効果および殺菌特性について検討した． ベンジルアミノ基の導入により殺菌活性が上昇したが，分子疎水性の効果はN-アルキルピリジニウムアイオダイドと同じ傾向を示したがpHの影響を受けなくなり，細胞表面疎水性解析から，かさ高さの効果を考察した．


Bactericidal Action of 4,4'-(α,ω-Polymethylenedithio) bis(1-alkylpyridinium iodide)s

強力な殺菌活性を示す4,4'-(α ω-ポリメチレンジチオ)ビス(アルキルピリジニウムアイオダイド)の殺菌機構をlog HI， RM，log CVC，SEM観察から解析した． 殺菌活性はRMの影響を受けないが静菌活性は強く影響を受け，log HIを用いて解析した結果，培地成分と薬剤の会合であることが判明し，薬剤分子を親水化することによりスペクトルの拡大と共存物質の影響を排除できることを示した．


Synthesis and Antimicrobial Characteristics of 4,4'-(α,ω-Polymethylenedithio) bis(1-alkylpyridinium iodide)s

アルキル鎖長とメチレン鎖長の異なるビス型第四アンモニウム塩，4,4'-α，ω-ポリメチレンジチオ)ビス(アルキルピリジニウムアイオダイド)を30種合成し，殺菌活性，静菌活性および静菌スペクトルについてアルキルピリジニウムアイオダイドを比較薬剤として解析した． ビス型はメチレン及びアルキル鎖長の長短に関係なく一定の高い殺菌活性を示し，温度やpHの影響をも受けない特異的殺菌機構であることを示した．


Intermedilysin A cytolytic toxin specific for human cells of a Streptococcus intermedius isolated from human liver abscess in "Streptococci and The Host"

S. intermedius肝膿瘍分離株から単離されたヒト細胞特異的な細胞溶解毒素インターメディリシン(ILY)の性質を検討した．これまで知られていたチオール基修飾試薬への非感受性やコレステロールへの低感受性に加え，電子顕微鏡観察からILYは直径30-50nmの膜孔を形成し細胞を破壊することが示された．またILYの部分遺伝子構造解析の結果からILYはチオール活性化毒素群と同じ分子祖先から進化したものであることが示唆された．

Advances in Experimental Medicine and Biology


Developmental expression of a novel Kexin family protease, PACE4E, in the rat olfactory system.

本研究では新規Kexin family proteaseであるPACE4Eがラット脳発生過程において時期·空間特異的に発現することを明らかにし, 特に嗅球においては僧帽細胞に極めて特異的に発現し, 僧帽細胞の分化成熟と密接に関わることを見い出した.


Antibacterial Characteristics of N-Alkyl-2-alkylthiopyridinium and N-Alkyl-4-alkylthiopyridinium Salts

N-アルキル-2-アルキルチオピリジニウムとN-アルキル-4-アルキルチオピリジニウム塩を14種合成し，2-アルキルチオ基と4-アルキルチオ基の殺菌活性に及ぼす効果について細菌細胞表面疎水性(log HI)， RM，log CVC，SEM観察，温度効果を用いて解析した． 2-アルキルチオ基と4-アルキルチオ基の導入は殺菌活性を高くし，かつ，log Pの影響が低下することを明らかにした．

Japanese Journal of Toxicology and Environmental Health


A Novel Human PACE4 Isoform, PACE4E Is an Active Processing Protease Containing a Hydrophobic Cluster at the Carboxy Terminus

ズブチリシン様プロプロテインコンベルターゼファミリーに属するPACE4の新規アイソフォームPACE4E-I, PACE4E-IIをヒト脳cDNAライブラリーよりクローニングした．PACE4Eは，PACE4Aと比べ，C末に75残基からなる，疎水性アミノ酸のクラスタを含むユニークな配列を持っていた．この部分を欠失したPACE4Eは分泌速度が上昇した．共発現実験によって，PACE4E-1, E-IIは，PACE4Aと同様にプロセシング活性を持っていることが証明された．


Synthesis and antimicrobial characteristics of N-alkyl-4-allythiopyridinium bromides

ピリジニウム骨格のアリールチオ基を有するN-アルキル-4-アリールチオピリジニウムアイオダイド類を合成し，N-アルキル-4-ブテニルピリジニウムアイオダイドならびにN-アルキルピリジニウムアイオダイドを比較薬剤として4-位のチオエーテル結合に着目して殺菌活性を解析した．チオエーテルを挿入した薬剤はブテニルピリジニウムよりも高い殺菌活性を示し，ヘッドのかさ高さの効果であることを明らかにした．


Cyclic AMP-inducible procalcitonin processing in thyroidal parafollicular cells is regulated by the kexin family protease, PC1

甲状腺におけるカルシトニンのプロセシングに関与するズブチリシン様プロプロテインコンベルターゼを同定するため，特異抗体による免疫染色とモデル細胞TT細胞におけるcAMPの影響について調べた．カルシトニン産生細胞で発現していたのは，主にPC1とPC2であったが，カルシトニンの産生を刺激するcAMPによって発現が増加したのは，PC1であった．これらの結果は，PC1がプロカルシトニンの活性化酵素であることを示している．


Intermedilysin, a novel cytotoxin specific for human cells, secreted by Streptococcus intermedius UNS46 isolated from a human liver abscess

S. intermediusのヒト肝膿瘍分離株がヒト細胞特異的な細胞溶解毒素インターメディリシン(ILY)を分泌することを発見した． ILYは約54KDaの蛋白で，その部分一次構造はニューモリシンと高い相同性を示した． しかしSH修飾試薬により失活せず，コレステロール対しても感受性が低かった． またトリプシン処理したヒト赤血球はILYに対して抵抗性を示すようになることから，ILY作用には宿主細胞膜の蛋白質が関与している事が示された．


Quantitative structure-activity relationship of antibacterial dodecylpyridinium iodide derivatives

抗菌性ヨウ化ドデシルピリジニウム塩の各種誘導体の定量的構造活性相関，ドデシルピリジニウム塩のピリジン環に各種置換基を導入した薬剤を12種合成し，前報の17種を会わせて29種を用いて抗菌活性を定量的に解析した．抗菌活性パラメーターとして殺菌活性(MBC)および臨界微生物細胞破壊濃度(CVC)，物理化学パラメーターとして酸解離定数(pKa)，アンモニウム窒素隣接メチレンプロトンのケミカルシフト(δ)，分子疎水性を用いて検討した結果，抗菌活性はアルキル鎖長をドデシル基に限定すると分子創始性の依存度は少なくなり，酸解離定数，ケミカルシフト，電子密度に依存することを見出した．


Bactericidal action of N-alkylcyanopyridinium bromides against Escherichia coli K12 W3110

臭化N-アルキルシアノピリジニウムのEscherichia coli K12 W3110に対する殺菌作用，本論文はオルト，メタ，パラ位にシアノ基を導入した臭化N-アルキルシアノピリジニウム(アルキル基:オクチル∼ステアリル)を18種類合成し，大腸菌に対する 殺菌特性ならびに殺菌メカニズムに関する検討を行った結果を纏めたものである．2位にシアノ基を挿入した場合には殺菌活性と静菌活性が著しく上昇し，アルキル鎖長がドデシル以上の長さでは高い一定の活性を示した．殺菌活性が酸解離定数(pKa)に依存した．薬剤作用による細胞懸濁液の濁度が低下する溶菌現象について電子顕微鏡写真やタンパク質合成阻害剤の抗生物質を用いて解析した結果，物理的な細胞破壊作用が主たる作用であることを明らかにした．


Purification and characterization of a novel serine proteinase from the microsomal fraction of bovine pancreas.

牛膵臓膜画分より，CHAPSによる可溶化，ゲルろ過，トリプシンインヒビターセファロース，アルギニンーセファロースによって，新規のトリプシン様セリンプロテアーゼを単一に精製した．この酵素は分子量29500で，グルカゴンを用いて切断特異性を調べると，塩基性アミノ酸とロイシンのC末側を切断した．N末のアミノ酸配列は，エラスターゼIV, II, IIIに類似していた．


Novel members of mammalian kexin family proteases, PACE4C, PACE4D, PC7A and PC7B.


Distribution of the kexin family proteases in pancreatic islets. --- PACE4C is specifically expressed in B cells of pancreatic islets

Kexin Family Proteasesはペプチドホルモン等のプロセシング酵素として同定され, 血糖調節ホルモンのインスリン等のプロセシングにも関与することが示唆されていたが, 本研究では我々が新規にクローニングしたPACE4CをはじめとするKexin Family Proteasesとインスリン等との膵島細胞での局在, 共存関係を初めて明らかにし, その成果は雑誌表紙にも掲載された.


A Novel Member, PC7, of The Mammalian Kexin-Like Protease Family --- Homology to PACE4A, Its Brainspecific Expression and Identification of Isoforms

哺乳類には7種類のKexin様プロプロテインコンベルターゼが存在する．哺乳類Kexin様プロテアーゼ間で保存された触媒領域のプライマーを用い，ラット脳下垂体からcDNA断片をPCR増幅し，これをプローブにしてラット脳下垂体cDNAライブラリーからPC7をクローニングした．PC7(PC7AとPC7B)はRXKRの活性化サイトを持ち，触媒，HomoB及びシステインリッチ領域を持っており，PACE4Aと非常に高いホモロジーを示した．PC7は脳で強く発現し，肝，腎，心，脾では検出されなかった．

Biochemical and Biophysical Research Communications


The tissue distribution of mRNAs for the PACE4 isoforms, kexin-like processing protease: PACE4C and PACE4D mRNAs are major transcripts among PACE4 isoforms

新たに見いだされたPACE4アイソフォーム(PACE4CとPACE4D)の組織分布をRT-PCR法を用いて解析した． 両アイソフォームのmRNAともに，PACE4Aと同様に多くの組織で見いだされたが，それぞれの発現パターンは異なっていた．また，PACE4C及びPACE4DのmRNAはPACE4Aのそれより遙かに多く，PACE4 mRNAの主要な部分はPACE4CとPACE4DのmRNAである事が示唆された．


Lysosomal enzyme replacement using α2-macroglobulin as a transport vehicle

α2-マクログロブリン(α2M)を運搬担体に用いたリソソーム酵素欠損性遺伝病の酵素補充療法システムを開発した． α2Mはレセプターを介してリソソームに取り込まれることから，豚肝臓から精製した α-グルコシダーゼ或いはα-ガラクトシダーゼにα2Mを運搬担体として二価架橋試薬で連結し，リソソーム指向性の酵素補充療法剤を構築した． これを用いてin vitro実験を行い，ポンペ病及びファブリー病細胞の細胞病態が改善されることを証明した．


Identification of Novel cDNAs Encording Human Kexin-like Protease, PACE4 Isoforms

ヒト胎盤cDNAライブラリーより，新規のPACE4アイソフォーム，PACE4CとPACE4Dをクローニングし，塩基配列を決定した．PACE4Cは，PACE4AのC末に存在するシステインリッチ領域を持たず，ホモBドメインのC末にC-特異的配列を持っていた．PACE4Dはシグナルペプチド，プロペプチドおよびシステインリッチ領域を欠失していた．


Identification of targeting proteinase for rat α1-macroglobulin in vivo. --- Mast-cell tryptase is a major component of the α1-macroglobulin-proteinase complex endocytosed into rat liver lysosomes.

血清蛋白質であるα-マクログロブリン(αM)は種々の酵素に対するインヒビターとして機能すると考えられていたが, 生体内で標的となる酵素は不明であった. 本研究ではαMが酵素と複合体形成後, リソゾームに運ばれ分解されることに着目し, リソゾーム内の分解を抑制したラット肝臓リソゾームよりαM-酵素複合体を単離し, 肥満細胞トリプターゼが生体内でαMの標的酵素の1つであることを初めて明らかにした.


The lipophilic weak base (Z)-5-methyl-2-[2-(1-naphthyl)ethenyl]-4-piperidinopyridine (AU-1421) is a potent protonophore type cationic uncoupler of oxidative phosphorylation in mitochondria

The lipophilic weak base AU-1421 acts as a simple protonophoric uncoupler of oxidative phosphorylation in rat liver mitochondria judging from the following observations. In the absence of any carrier lipophilic anions or P(i), AU-1421 stimulated the rate of state 4 respiration maximally about 7-fold at a concentration of 30 nmol/mg mitochondrial protein. At the same maximum effective concentration, it also inhibited ATP synthesis, released oligomycin-inhibited state 3 respiration, dissipated the proton motive force in the energized state, and activated latent H(+)-ATPase. AU-1421 also allowed proton conduction in both mitochondrial membranes and liposomes. These actions of AU-1421 resemble those of the typical anionic uncoupler SF6847. A marked difference between the two was, however, that ATPase activation by AU-1421 was not suppressed at higher concentrations of AU-1421, whereas ATPase activated by SF6847 was suppressed on increase of the SF6847 concentration. The finding that this simple protonophoric cation acts as an uncoupler at a micromolar concentration is significant, because all true (i.e., protonophore type) uncouplers known so far are anionic not cationic. Thus, AU-1421 is a unique uncoupler of the protonophore type.

Na,K-ATPaseの阻害剤AU-1421が酸化的リン酸化反応も脱共役することを証明した．AU-1421はミトコンドリア呼吸を解放すると同時にATP合成も阻害した．またその逆反応のATPase活性を著しく亢進した．さらにミトコンドリアやリポソームの体積変化実験から，その作用が膜を介したプロトンサーキットの形成により起こり，AU-1421が自立的カチオン性プロトノフォアとしては初めての例であること示した．

Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics


Enzyme immunoassay and monoclonal antibodies for immunological studies of the mutans group of streptococci

以前開発した多糖体抗原固相化EIA法によって，ミュータンス群連鎖球菌のS. cricetusとS. downeiiに対する単クローン抗体の免疫特異性を検討したところ，得られた2種類の単クローン抗体の一方は血清型a，d及びhに共通の多糖抗原を，他方は血清型d，g及びhに共通の多糖抗原を認識するものであった．この研究において多糖体抗原固相化EIAシステムは単クローン抗体を用いた口腔連鎖球菌の同定や免疫学的研究に有用であることを実証した．


A monoclonal antibody against a native conformation of the porcine renal Na+/K+-ATPase -subunit protein

A monoclonal antibody (mAb50c) against the native porcine renal Na+/K(+)-transporting adenosinetriphosphatase (EC 3.6.1.37, ATP phosphohydrolase) (Na+/K(+)-ATPase) was characterized. The antibody could be classified as a conformation-dependent antibody, since it did not bind to Na+/K(+)-ATPase denatured by detergent and its binding was affected by the normal conformational changes of the enzyme induced by ligands. The binding was the greatest in the presence of Na+, ATP or Mg2+ (E1 form), slightly less in the presence of K+ (E2K form) and the least when the enzyme was phosphorylated, especially in the actively hydrolyzing form in the presence of Na+, Mg2+ and ATP. The antibody inhibited both the Na+,K(+)-ATPase activity and the K(+)-dependent p-nitrophenylphosphatase activity by 25%, but it had no effect on Na(+)-dependent ATPase activity. The antibody partially inhibited the fluorescence changes of the enzyme labeled with 5'-isothiocyanatofluorescein after the addition of orthophosphate and Mg2+, and after the addition of ouabain. Proteolytic studies suggest that a part of the epitope is located on the cytoplasmic surface of the N-terminal half of the alpha-subunit.

豚腎Na,K-ATPaseに対する単クローン抗体mAb50cの結合性は酵素の立体構造に依存し，E1型，E2型そしてE2P型の順に結合性が高かった．結合した抗体はNa,K-ATPase及びK-pNPPase活性を部分阻害することやE1->E2変化速度を激減させることから，この抗体は酵素の構造平衡をE1型にずらすことが明らかになった．また限定分解実験により，この抗体は細胞質側に突出した サブユニットのN末半分に結合することも示した．

Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Protein Structure and Molecular Enzymology


Cross-reactive polysaccharide antigens (types a, d, and h) of the mutans group of streptococci: Different molecular forms of the type as distinguishable by monoclonal antibodies

ミュータンス群連鎖球菌S. cricetusの持つ血清型a，d及びh共通抗原には単クローン抗体で識別できる複数の分子型があることを証明した．本菌種の精製多糖体抗原には分子量46，9.8及び20KDaのAgI，AgII及びAgIIIが含まれ，AgIはMAba-4，AgIIとIIIはMAba-84により識別された．いずれも構成糖はラムノース，ガラクトース，グルコースだが各々の含有比は異なり，また抗原決定基構造も微妙な違いを持つことを示した．


A comparison of competitive enzyme immunoassay and precipitin inhibition tests in the analysis of polysaccharide antigenic determinants of oral streptococci

多糖体抗原の解析に用いる迅速·簡便な競合EIA法を開発した．従来から多糖体抗原の解析に標準的に用いられている免疫沈降法及びハプテンによる免疫沈降阻害法と比べて，多糖抗原固定化プレート上での競合EIA法は簡便性に優れ所要時間も短いことを示すとともにその最適実験条件も報告した．本法は単クローン抗体のような免疫沈降能が低いプローブを用いての，他の連鎖球菌の多糖体抗原の解析にも有用であることを結論づけた．


Studies on the immunological specificity of streptococci by use of monoclonal antibodies. .Selection of EIA microtiter plates for the immunological analysis of streptococcal whole cells

モノクロン抗体を用いる連鎖球菌の免疫学的特異性に関する研究 II. 連鎖球菌全菌細胞の免疫学的解析に用いるEIAマイクロタイタープレートの選択

S. cricetusとS. sobrinus菌体を抗原とし，5社のEIAプレートの菌体固定化率を比較した結果，Corning社プレートが最も固定化効率が高い事を確認した．また，加熱，NaN3あるいはホルマリン処理をした菌体でもほぼ同一の固定化量を示し，同社プレートは菌体のEIA分析に最適である事を示した．さらに，菌体の固定化方法としては吸着乾固法が水中単純吸着法より効果的であることも示した．


Studies on the immunological specificity of streptococci by use of monoclonal antibodies. I.Selection of EIA plates and conditions for the use of polysaccharide antigens

モノクロン抗体を用いる連鎖球菌の免疫学的特異性に関する研究 I. EIAプレートの選択と多糖抗原の使用条件

酵素免疫測定法(EIA)による多糖体抗原の分析条件の検討を行った．S. cricetusとS. sobrinus由来の多糖体を抗原に用い，5社のEIAプレートについての固定化効率を比較したところ，Corning社のプレートが最も吸着力が高かった．固定化方法としては吸着乾固法のほうが水中単純吸着法より効果的であった．また一次抗体や二次抗体の結合条件も検討し，水溶性の多糖体でも物理吸着法でEIA分析が可能なことを示した．


Directional immobilization of sodium- and potassium-activated ATPase to expose its cytoplasmic part to the liquid phase on microtiter plates by wheat germ agglutinin

小麦胚芽凝集素(WGA)による糖蛋白質のEIAプレートへの固定化法を開発した．p-ベンゾキノン処理プレートへの直接的な固定化に比べ，WGAを介したNa,K-ATPaseの固定化効率は10倍以上高いことを確認した．またWGAにより固定化された酵素は基質サイトを液層側に配向して活性も保持していた．さらにWGAと親和性を持つ他の糖蛋白質でも高い固定化効率が確認され，この方法がWGA結合性糖蛋白質の有効な固定化法で有ることを証明した．

Analytical Biochemistry: Methods in the Biological Sciences


Type-specific antigen of Streptococcus rattus strains (KAY1, FA1 and BHT) II. Ultrastructural localization

特異抗血清を用い，ミュータンス群連鎖球菌S. rattusの血清型b特異的抗原の局在部位を免疫電顕法で解析した．S. rattusの全菌体及び細胞壁分画に対して血清型b特異抗血清を反応後，フェリチン標識化二次抗体で免疫標識したところ，いずれも細胞壁外部の不定型な物質に特異的なフェリチン顆粒が観察され，細胞壁上や細胞内部には顆粒が認められなかった．以上のことから血清型b特異的抗原が菌体外成分であることを形態学的に証明した．


Type-specific antigen of Streptococcus rattus strains (KAY1 and FA1). I. Characterization

ミュータンス群連鎖球菌S. rattusの血清型b特異的抗原の性状を解析した．イオン交換により得られた抗原分画の主成分は糖質と蛋白質であったが，抗原性はプロナーゼ，リパーゼ，ヌクレアーゼ処理には抵抗性を示した．また抗原を過ヨウ素酸酸化すると抗原性が失われ，免疫沈降ハプテン阻害実験の結果からも抗原にはガラクトースとグルコース残基が含まれていることが示唆された． これらを総合して，血清型b特異的抗原は糖成分であることを示した．


The hydrophobic cationic cyanine dye inhibits oxidative phosphorylation by inhibiting ADP transport, not by electrophoretic transfer, into mitochondria

シアニン色素tri-S-C4(5)はstate3呼吸及びATP合成を阻害した．しかしミトコンドリア逆転小胞に対しては他の疎水カチオンと同様に作用を示さなかった．さらにtri-S-C4(5)はアデニンヌクレオチド交換担体(ANT)によるADP輸送を阻害した．従って，この色素による酸化的リン酸化の阻害は，色素カチオンが電気泳動的にミトコンドリア内部に輸送されることによるのでなく，ANTの阻害が原因であると結論づけた．

Biochemical and Biophysical Research Communications


Primary structures of two types of alpha-subunit of rat brain Na+, K+-ATPase deduced from cDNA sequences

ラット脳のNa,K-ATPase触媒サブユニット のcDNAクローニングを行った．ウワバイン低感受性腎臓型 サブユニットは，ウワバイン高感受性のヒト，ヒツジ，ブタのそれと97%，電気エイのそれとは87%の相同性を示した．ウワバイン低感受性及び高感受性酵素間で細胞外ドメインの構造を比べたところ，わずか2残基のみの置換が見られた．さらにラット腎型 サブユニットとは85%の相同性を示す未知のαサブユニットも見いだした．


An Escherichia coli mutant exhibiting temperature-sensitive ATP synthesis

温度感受性Unc形質を示す大腸菌変異株SM434(tte-3)の性質を解析した．ttr-3変異はilvA遺伝子とのリンクは無かったが，大腸菌ゲノム81分-91分によって相補された．また，本株はN,N'-ジシクロヘキシルカーボジイミド耐性を示し，細胞増殖の場合と同程度の温度感受性形質をATP合成において示した．これらの結果から，本株がエネルギー転換系を担う未知の遺伝子において変異(ttr-3 )を持つ可能性を示した．


Characterization of ouabain-sensitive phosphatase activity in the absence of potassium ion in purified pig kidney Na, K-ATPase

豚腎Na,K-ATPaseにおいて，K+非存在下にウワバイン感受性ホスファターゼ活性を解析したところ，この活性はこの酵素分子によって触媒されていた．本酵素の基質となるADP，ATP，無機リン酸などはホスファターゼ反応に対する競合阻害剤となり，そのKi値は本酵素における各基質の高親和性サイトへの親和性に相当した．また蛍光法による酵素コンフォメーションの解析から，このホスファターゼ反応はE1->E2->E1の循環反応であることも示した．


Isolation and characterization of a monoclonal antibody against pig kidney sodium- and potassium-activated ATPase

豚腎Na,K-ATPaseに対する単クローン抗体mAb38を調製した．この抗体は変性酵素には結合せず，未変性の酵素を高い親和性(半飽和結合濃度=0.6nM)で認識することがEIA及び免疫親和性クロマトグラフィーで示された．酵素と抗体の結合比は1:0.86であった．無傷赤血球に対しては特異結合が認められたが，その反転小胞には特異結合せず，mAb38がNa,K-ATPaseの細胞表面部位に対する抗体であることを示した．


Uncoupling of oxidative phosphorylation by divalent cationic cyanine dye. Participation of phosphate transporter

The trinuclear cationic cyanine dye tri-S-C4(5) was found to be an uncoupler of oxidative phosphorylation. Its uncoupling required inorganic phosphate (Pi) or arsenate, which is transported into mitochondria via the Pi transport system, and was abolished by the Pi-transport inhibitor N-ethylmaleimide or mersalyl. The dye stimulated Pi uptake into mitochondria, and its uncoupling action was accompanied by swelling of the mitochondria. The adenine nucleotides ADP and ATP protected mitochondria from uncoupling by the dye. The dye taken up by mitochondria was released into the incubation medium on induction of uncoupling. In the absence of Pi, the dye did not cause uncoupling, but its uptake was much greater than in the presence of Pi. The cyanine dye is suggested to induce uncoupling by acting on the membrane, rather than after its electrophoretic transfer into the mitochondria.

シアニン色素tri-S-C4(5)の無機リン酸依存的な酸化的リン酸化の脱共役作用を示した．その脱共役作用はリン酸担体の阻害剤，ADP及びATPにより阻害を受けた．また脱共役時にはミトコンドリア内へのリン酸取り込みが促進され，ミトコンドリアの膨潤が認められたが，色素結合量と脱共役作用には相関性はなかった．従って本色素による脱共役は，色素のミトコンドリア内への取り込みではなく，色素の膜への直接作用により起こることを示した．

Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics


ミトコンドリア機能に対するシアニン色素triS-C4(5) (NK-24)の2元的効果

triS-C4(5)は無機リン酸依存的にミトコンドリア酸化的リン酸化を脱共役するが，より低濃度では呼吸促進なしにATP合成を阻害することを見いだした．その濃度域では，本色素のミトコンドリアへの結合は既に飽和していたが内膜膜電位は消失しておらず，またATP分解活性の上昇も見られなかった．従ってこの色素によるATP合成阻害は，内膜電位の消失が原因ではなく，ATP合成酵素かADP/ATP交換担体の阻害が原因である可能性を示した．


Coupling of membrane-bound and detergent-solubilized sodium- and potassium-activated ATPase to p- benzoquinone-treated microtiter plates

膜結合型と可溶化型のNa,K-ATPaseを，p-ベンゾキノンによりEIAプレートに共有結合で固定化し，本酵素に対する単クローン抗体によりその固定化率を比較した結果，可溶化型は膜結合型より2-3倍の高効率で固定化されることが判明した．また別の可溶化膜蛋白質(赤血球のBand3)も同方法により高い効率で固定化できることが示され，p-ベンゾキノン固定化法は洗剤の存在下でも効果的な蛋白質固定化法として有用である事を示した．

Analytical Biochemistry: Methods in the Biological Sciences


The cyanine dye triS-C4(5) as a cationic uncoupler of oxidative phosphorylation: Interaction with mitochondria detected by derivative spectrophotometry

微分吸収スペクトル法を用いてtri-S-C4(5)のミトコンドリアへの結合と，脱共役作用及びミトコンドリア体積膨潤作用を経時的に比較した．その結果，無機リン酸イオン存在下で脱共役状態のミトコンドリアに対してよりも，無機リン酸イオン非存在下で共役状態のミトコンドリアへの結合量が大幅に多く，しかもその際にミトコンドリアは収縮しており，tri-S-C4(5)がミトコンドリア内に蓄積する事が脱共役作用の原因では無いことを分光学的に示した．


A cyanine dye tri-S-C7(5) Phosphate-dependent cationic uncoupler of oxidative phosphorylation in mitochondria

The trinuclear cyanine dye, tri-S-C7(5), at about 10 microM stimulated State 4 respiration of rat liver mitochondria more than 6-fold and released oligomycin-inhibited respiration completely. Thus, the dye is concluded to be a very effective cationic uncoupler of oxidative phosphorylation in mitochondria. However, for exhibition of its uncoupling action, the presence of Pi (or arsenate) was necessary, and a phosphate-transport inhibitor, N-ethylmaleimide or mersalyl, inhibited its action. The stimulation of phosphate transport via the Pi carrier by the dye is suggested to be directly related to the uncoupling action.

シアニン色素tri-S-C7(5)がミトコンドリアのstate4呼吸を6倍以上促進し，オリゴマイシン阻害呼吸も解除する事を示した．またその脱共役作用には無機リン酸(あるいはヒ酸)イオンの共存が必要である事，ミトコンドリアのリン酸担体の阻害剤であるN-エチルマレイミドやメルサリールの処理によりその脱共役作用が阻害される事も見いだし，tri-S-C7(5)の脱共役作用にはリン酸担体活性の促進が寄与する可能性が強いことを示した．


Specific requirement for inorganic phosphate for induction of bilayer membrane conductance by the cationic uncoupler carbocyanine dye

The trinucleous divalent cationic cyanine dye triS-C4(5) was shown to be an uncoupler of oxidative phosphorylation in mitochondria only in reaction medium containing inorganic phosphate (Pi). This dye also induced marked increase in the electrical conductance of a phospholipid bilayer membrane in bathing solution containing Pi, but not in solution containing Tris-HCl buffer without Pi. Time-dependent fluctuation of the electrical current across the bilayer membrane was observed in the presence of triS-C4(5) only in bathing solution containing Pi. This fluctuation could be due to perturbation of the bilayer membrane structure induced by the cooperative action of the cyanine dye and Pi, and this perturbation should be directly related to their effects in increasing membrane conductance and also causing uncoupling in mitochondria.

シアニン色素tri-S-C4(5)はミトコンドリアの酸化的リン酸化反応を脱共役してATP合成を阻害するが，その作用には無機リン酸イオンを必要とする． リン脂質二重膜にtri-S-C4(5)を作用させると無機リン酸イオンの存在下でのみ，その濃度に応じた膜電流の上昇が見られた．この膜電流変動は本色素と無機リン酸イオンが共同して膜の乱れを生じたためで，この膜の乱れがミトコンドリアの脱共役作用と関連している可能性を示した．

Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes


Effect of anions on the uncoupling of the cyanine dye, Platonin (NK-19)

二価カチオン性シアニン色素tri-S-C7(5)の無機リン酸に依存した脱共役作用は，この色素と無機リン酸のイオン対がミトコンドリア内に移行して発現している可能性が考えられた．そこでこの色素の対イオンとなりうる様々なミトコンドリア膜透過性のアニオン存在下で，分配係数やミトコンドリア呼吸促進作用を比較し，tri-S-C7(5)による脱共役作用は無機リン酸とのイオン対形成によるミトコンドリア膜内移行が原因では無いことを示した

Medical Research of Photosensitizing Dyes


Fluorescent Imidazo[1,2-a]pyridinium Salt for Potent Cancer Therapeutic Agent

Proceedings of the LED General Forum 2021 Tokushima


フェノール酸とブルーライトを併用した真菌の光不活性化

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LED総合フォーラム 2021 in 徳島 論文集

LED総合フォーラム 2021 in 徳島 論文集


Fluorescent N-Heteroarene as a DNA Photo-cleaving Agent under the LED Irradiation

LED総合フォーラム2019 in 徳島 論文集

LED総合フォーラム2019 in 徳島 論文集


フェルラ酸と紫外線-Aの酵母に対する併用殺菌機構の解析

フェルラ酸と紫外線-Aの酵母に対する併用殺菌機構の解析

LED総合フォーラム 2019 in 徳島 論文集

LED総合フォーラム 2019 in 徳島 論文集


フェルラ酸と紫外線-Aの酵母に対する併用殺菌機構とそのポストハーベスト保存法としての検討

LED総合フォーラム 2018 in 徳島 論文集

LED総合フォーラム 2018 in 徳島 論文集


Intermedilysin plays a key role in the invasion of human cells by Streptococcus intermedius

Streptococci New Insights into an Old Enemy: International Congress Series


Hyaluronate lyase and sialidase in the anginosus streptococci: As the putative virulence factors


Antibody titers to Streptococcus mitis-derived human platelet aggregation factor (Sm-hPAF) in the sera of patients with Kawasaki disease