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博士 （歯学） >
Na, K-ATPase活性のフッ素による阻害
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| Title: | Na, K-ATPase活性のフッ素による阻害 |
| Authors: | 沖野, 雄一郎 Browse this author |
| Keywords: | フッ素 | | アルミニウム | | リン酸化反応中間体 | | Na,K-ATPase | | half of the site reactivity |
| Issue Date: | 25-Mar-2014 |
| Publisher: | Hokkaido University |
| Abstract: | う蝕予防に使用されるフッ化物はその毒性が問題とされるが、急性毒性の機構に関しては不明な点が多い。そこで、動物細胞に普遍的に存在して細胞機構の調節に関与するNa,K-ATPaseに対するフッ素(F)の作用を検討した。材料はラット脳由来精製Na,K-ATPaseを用い、各種条件下でのATPase活性とリン酸化反応中間体(EP)量を測定し、Ｆの作用を調べた。①FはNa,K-ATPase活性とその部分反応であるNa-ATPase活性とK-pNPPase活性を濃度依存的に阻害した。アルミニウム(Al)がFと共存するとFによる阻害を増強させたが、作用は100 μMで飽和した。②F濃度を希釈するとNa,K-ATPase活性の一部は可逆的に回復したが、Alが共存すると完全に不可逆的となった。またこのAlの作用にはNa,K-ATPase活性に不可欠なマグネシウムが必要だったが、他の2価金属であるカルシウムあるいはマンガンも同様の作用を示した。③EP形成量もF濃度に依存して減少し、Alが共存するとEP形成抑制に必要なF濃度を低下するとともにEP量も減少させた。しかし、活性が完全に抑制されるF濃度でも50%以上のEPが残存した。④以上のAlによる作用はAlのキレート作用を示すdeferoxamineによって低下した。以上の結果は 、①Ｆ は 濃 度 依 存 的 にNa,K-ATPase活性とEP形成を阻害する、②AlはNa,K-ATPaseのFに対する親和性を増大させる、③Na,K-ATPase活性のFによる阻害にはアルミニウムの関与しない可逆的阻害とアルミニウムの関与する不可逆的な阻害がある、④不可逆的な阻害にはフッ素とアルミニウムの共存と2価金属イオンの存在が必須である、⑤存在する半分のサブユニットしかリン酸化されず、半分はリン酸化されないhalf of the site reactivityの存在、が示唆された。 | | Fluoride(F) has been widely applied to the prevention of dental caries, but the range of application is limited because of acute toxicity. Moreover, the detailed toxicity mechanism is unclear. In this study, we consider that Na,K-ATPase from rat brain is the target of acute toxicity of F, and we investigate the effects of F on Na,K-ATPase activities and the amount of phosphorylated intermediate (EP).(1) F inhibited Na,K-ATPase activity, Na-ATPase activity and K-p NPPase activity depending on concentrations investigated. It was also found that aluminum (Al) increased the inhibition of ATPase activity by fluoride depending on the Al concentration and the optimum concentration was 100 μM Al. (2) Activities were recovered to some extent by dilution, but not in the presence of both F and Al. This Al action required Mg^{2+}, and the effect of Mg^{2+} could be replaced with Mn^{2+} or Ca^{2+}. (3) The amount of EP decreased depending on F concentrations investigated and Al further enhanced the inhibition of EP formation. However, while the activity was inhibited almost completely, about half of EP formation was remained. (4) Deferoxamine decreased the effect of Al. These results suggest that (1) F inhibited Na,K-ATPase activity by decreasing EP formation depending on its concentration, (2) Al increased the affinity of F for Na,K-ATPase, (3) There are two inhibition mechanisms by F; inhibition of Na,K-ATPase activity by F alone is reversible, but the inhibition in the presence of F, Al and divalent metals is irreversible. |
| Conffering University: | 北海道大学 |
| Degree Report Number: | 甲第11253号 |
| Degree Level: | 博士 |
| Degree Discipline: | 歯学 |
| Examination Committee Members: | (主査) 教授 鈴木 邦明, 教授 田村 正人, 准教授 本多 丘人 |
| Degree Affiliation: | 歯学研究科（口腔医学専攻） |
| Type: | theses (doctoral) |
| URI: | http://hdl.handle.net/2115/56152 |
| Appears in Collections: | 学位論文 (Theses) > 博士 （歯学）
課程博士 (Doctorate by way of Advanced Course) > 歯学院(Graduate School of Dental Medicine)
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