[スポンサーリンク]

一般的な話題

あなたの体の中の”毒ガス”

[スポンサーリンク]

 

 「毒ガス」と聞いて、皆さんはどのようなことを連想しますか?化学兵器、火山ガスなどの危険で忌避すべきものであるという方がほとんどだと思います。しかし皆さんご存知でしょうか。そんな”毒ガス”があなたの体の中にも存在していることを‥‥。

一酸化窒素

一酸化窒素 (NO)は自動車の排ガスなどに含まれ、光化学スモッグや酸性雨を引き起こす大気汚染物質の一つとされています
一方で、生体内では一酸化窒素合成酵素(NOS)によってL-アルギニンから産生され、殺菌、血管拡張やシグナル伝達などの重要な機能を担っていることがよく知られています。

NO synthesis

図:NOの生合成?L-アルギニン→L-シトルリン+NO

 

爆薬であるニトログリセリンも血中のNO産生を増やすことで、狭心症治療薬として効果を発揮します(→)。

nitroglycerin.gif

 図:ニトログリセリン

一酸化炭素

一酸化炭素 (CO)は酸素よりもはるかにヘモグロビンと結合しやすい性質があり、酸素運搬を阻害して中毒症状を起こします。火気設備の不完全燃焼などで発生し、無色無臭で発生に気付きにくいため、特に冬場にガスストーブなどの暖房器具を使う際には定期的な換気が必要不可欠です。さてそんな危険なCOですが、これも体内で発生します。

CO synthesis

図:ヘムの分解とCO生成

ヘム→ビリベルジン+鉄イオン+CO

 一酸化炭素の標的となるヘムですが、一方でこれがヘムオキシゲナーゼによって分解されるとCOが発生します。COには低酸素を検知して血管拡張を促す機能が報告されており[1]、生理的な意義が明らかになりつつあります。

オゾン

オゾンといえばまずオゾン層を思い浮かべる人が多いと思います。上空の成層圏で層を形成し、人体に有害な紫外線を吸収して地上に降り注ぐ量を減らしてくれています。こうした面で私達の生活に無くてはならないオゾンですが、同時に極めて強い酸化力を持っており人体に対しては有害な毒ガスです。実はこのオゾンも体内で発生するのです[2]。

ozone
図:オゾンの生成 (論文[2]より引用。一部改変)

 マクロファージのミエロペルオキシダーゼ (MPO)などの働きで発生した一重項酸素がIgG抗体の触媒作用によって、オゾンへと変換されます。このオゾンはその酸化力を活かして、病原体の殺菌などに働いているものと考えられています。

 

硫化水素

 硫化水素は火山性ガスとして知られており、所謂「卵の腐った臭い」の正体です。強い臭気と粘膜に対する刺激性、そしてミトコンドリアのシトクロームcオキシダーゼ阻害による急性中毒などの危険性がある毒ガスです。なんとこの硫化水素も体内で発生しています。

hydrogen sulfide

図:硫化水素の生合成

(独立行政法人 国立精神・神経医療研究センター プレスリリース (→)より引用。一部改変)

 硫化水素はL-システインからシスタチオニンβ合成酵素 (CBS)など複数の経路によって生合成されます。硫化水素には組織を酸化ストレスから保護する作用が報告されており、生体の酸化ストレス防御に深く関わっていると考えられます。
近年ではL体ではなくD-システインを基質としたD-アミノ酸酸化酵素 (DAO)を介した経路も発見されており[3]、腎臓の虚血再灌流障害などに対する新たな治療薬として期待されています。

 

生体ガス分子のこれから

これまで紹介したように、昨今の分析技術の飛躍的進歩にともなって低分子のガス分子の生理的役割が明らかになりつつあります【→関連リンク】。近頃ではそうしたガス分子の研究を医療に役立てようという試みがなされています。危険なはずの毒ガスももしかしたら薬になる、そんなことも将来あるかもしれません。

 

外部リンク

 

参考文献

  1.  Hypoxic regulation of the cerebral microcirculation is mediated by a carbon monoxide-sensitive hydrogen sulfide pathway. T. Morikawa et al. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 109, 4 (2012) doi: 10.1073/pnas.1119658109
  2.  Investigating antibody-catalyzed ozone generation by human neutrophils. B. M. Babior et al. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 100, 6 (2003) doi: 10.1073/pnas.0530251100
  3. A novel pathway for the production of hydrogen sulfide from D-cysteine in mammalian cells. N. Shibuya et al. Nat Commun. 4 (2013) doi: 10.1038/ncomms2371

 

関連書籍

がらがらどん

投稿者の記事一覧

博士後期課程で悪戦苦闘中。専門は栄養生理学や農芸化学で、合成や物性に関しては素人であります。でも構造式を眺めるのは好き。記事については天然物や生体分子についてお伝えしていけたらと思います。 将来は科学コミュニケーションに携われたらと考えていますが、まずは学位奪取を目指して精進します。

関連記事

  1. IRの基礎知識
  2. サイエンス・コミュニケーションをマスターする
  3. 研究室クラウド設立のススメ(導入編)
  4. ものごとを前に進める集中仕事術「ポモドーロ・テクニック」
  5. 元素周期 萌えて覚える化学の基本
  6. Slow down, baby, now you’r…
  7. Evonikとはどんな会社?
  8. 「機能性3Dソフトマテリアルの創出」ーライプニッツ研究所・Möl…

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. ケムステが文部科学大臣表彰 科学技術賞を受賞しました
  2. 【速報】2011年ノーベル化学賞は「準結晶の発見」に!
  3. 東レ工場炎上2人重傷 名古屋
  4. ジェームズ・ロスマン James Rothman
  5. パーデュー大、10秒で爆薬を検知する新システムを開発
  6. ビオチン標識 biotin label
  7. TPAP(レイ・グリフィス)酸化 TPAP (Ley-Griffith)Oxidation
  8. 直径100万分の5ミリ極小カプセル 東大教授ら開発
  9. “つける“と“はがす“の新技術―分子接合と表面制御
  10. フリーラジカルの祖は一体誰か?

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

注目情報

注目情報

最新記事

第100回―「超分子包摂による化学センシング」Yun-Bao Jiang教授

第100回の海外化学者インタビューは、Yun-Bao Jiang教授です。厦門大学化学科に所属し、電…

第七回ケムステVシンポジウム「有機合成化学の若い力」を開催します!

第5回のケムステVシンポもうすぐですね。そして、第6回からほとんど連続となりますが、第7回のケムステ…

「自分の意見を言える人」がしている3つのこと

コロナ禍の影響により、ここ数カ月はオンラインでの選考が増えている。先日、はじめてオンラインでの面接を…

ブルース・リプシュッツ Bruce H. Lipshutz

ブルース・リプシュッツ(Bruce H. Lipshutz, 1951–)はアメリカの有機化学者であ…

化学者のためのエレクトロニクス入門② ~電子回路の製造工程編~

bergです。さて、前回は日々微細化を遂げる電子回路の歴史についてご紹介しました。二回目の今回は、半…

研究テーマ変更奮闘記 – PhD留学(前編)

研究をやる上で、テーマってやっぱり大事ですよね。私はアメリカの大学院に留学中(終盤)という立場ですが…

島津製作所がケムステVシンポに協賛しました

さて、第5回目があと1週間に迫り、第6回目の開催告知も終えたケムステVシンポ。実は第7回目も既に決定…

第99回―「配位子設計にもとづく研究・超分子化学」Paul Plieger教授

第99回の海外化学者インタビューは、ポール・プリーガー教授です。マッセイ大学基礎科学研究所に所属し、…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP