Departmental Bulletin Paper 納豆粘質物成分ポリ-γ-グルタミン酸の新規な機能性 : 2価鉄に起因する細胞障害の防御
Novel functionality of poly-γ-glutamic acid in slime from ‘natto’ fermented soybeans : Protection against oxidative damage from Fe²⁺

金松, 澄雄  ,  Sumio, Kanematsu

ポリ-γ-グルタミン酸(PGA)の2価鉄(Fe²⁺)による細胞障害に対する抑制効果を,大腸菌の生存率を計測することで検討した。LB液体培地,蒸留水および生理食塩水で希釈した菌体を用いて,Fe²⁺殺菌効果を検討したところ,蒸留水で希釈した大腸菌は10⁻⁶MのFe²⁺で生育阻害がみられたが,LB培地と生理食塩水で希釈した場合は,10⁻³Mで殺菌効果が認められた。蒸留水を用いた場合,Fe²⁺が菌体表面に付着する影響が考えられたので生理食塩水を希釈溶液として用いた。Fe²⁺の殺菌作用に対するキレート試薬の影響を検討した。EDTA,DTPAともに,加えたFe²⁺と当モルの濃度でほぼ完全に殺菌作用を阻害した。このキレート試薬の効果はFe²⁺の自動酸化を促進させることによりFe²⁺の実効濃度が低下したためと考えられた。Fe²⁺の殺菌作用に対するPGAの影響を調べた結果,保護効果が認められた。PGA の鎖長に関係なく,生存率が約30%から約70%へ増加した。単量体のグルタミン酸は生存率に影響しなかった。以上の結果より,PGAはFe²⁺による殺菌作用を抑制することが示された。このことはPGAが鉄毒を抑制する機能を有していることを示唆している。
The protective effect of poly-γ-glutamic acid (PGA) against oxidative damage derived from ferrous iron (Fe²⁺) was investigated using a viability test of Escherichia coli. To establish the conditions for the viability test, the Fe²⁺ concentration which gives rise to cell death was determined. The critical concentration of Fe²⁺ depended upon the solution in which the cells were suspended. In an LB medium, a mM level of Fe²⁺ was required to bring about cell death, whereas in distilled water a μM level was required. In saline solution, a bactericidal effect was observed at a concentration in the order of mM. Thus, saline solution was employed as the cell dilution solution.EDTA treatment completely prevented Fe²⁺-derived cell death, with an equimolar concentration of each chelator and Fe²⁺ of 0.5 mM. DTPA treatment showed a similar effect. The protective effect of the chelators was attributable to the non-availability of Fe²⁺, which was eliminated through accelerated autoxidation with the chelators.PGA protected the cells from the bactericidal action of Fe²⁺. When PGA was added to form a 1:1 complex with Fe²⁺, cell viability was restored from 30% to 70%. Treatment with glutamic acid showed no effect. These results indicate that PGA has a novel function of protecting cells from Fe²⁺ toxicity.

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