수타민이 흰쥐의 간미토콘드리아의 산화인산화 과정에 미치는 영향

Abstract

수라민(suramin)은 임상에서 트리파노소오마병(trypanosomiasis)의 치료에 널리 사용되는 비금속 화합물의 일종으로서 세포막을 통한 여러 가지 전해질의 이동을 억제하고, 또 세포내 여러 가지 효소기능을 억제한다는 사실은 여러 연구자들에 의하여 이미 보고된 바 있다(Wilson and Wormall 1949 ; Wills and Wormall 1950 ; Williamson and Macadam 1965). 그러나, 수라민이 미토콘드리아의 산화 인산화과정에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 실험보고는 현재까지 없었으므로 저자는 이를 규명하고저 본 실험에 착수하였다. 미토콘드리아를 Chance and Williams(1955)의 방법으로 흰쥐의 간에서 분리하였고, polarographic method(Chance and Williams 1955)에 의해 산소소모량을 측정하였다. 즉 30℃로 조절된 항은수조속에 백금전극이 부착되어있는 반응실(reaction vessel)을 고정시키고 여기에 공기로 포화시킨 incubation 용액 2.5 ㎖를 넣은 후 분리한 미토콘드리아를 단백지 농도가 4 - 5 mg/㎖되게 첨가한 다음 1M sodium glutamate 50λ를 가하고, 1분후에 0.25μ moles의 adenosine diphosphate(ADP)를 첨가했을때 산화 인산화 과정에 의해 감소되는 산소분압의 차와 소모된 시간을 측정하여 산소소모량과 산소소모율을 구하였다. 그리고 incubation 용액내에 수라민을 8. 16. 32 및 64μM 되도록 첨가하여 수라민이 미토콘드리아의 산소소모율에 미치는 영향을 조사하였다. 그리고 산소소모율의 측정이 끝난후에 incubation 용액을 시험과네 옮기고 이 시험관을 수조내에서 5분간 끓여 미토콘드리아내의 제효소반응을 중지시킨 후 이를 3,00 ×g에서 10분간 원심분리하여 그 상층액에 포함된 adenosinetriphosphate(ATP)의 총생성량을 Strehler and McFlroy(1955) 방법으로 측정했으며 이렇게 측정된 ATP의 총량을 그 기간중 소모된 산소의 총량으로 나누어서 P/O ratio를 구하였다. 이상의 실험을 하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 수라민의 농도가 증가할수록 미토콘드리아에서의 산소소모율은 현저하게 감소하였다(수라민 농도 8 - 64μM에서 p〈0.001). 2. 그러나, 일정시간이 지난다음의 총산소소모량과 총ATP생성량은 수라민의 농도증가에 관계없이 거의 일정하였으며, 따라서 P/O ratio도 거의 일정하였다. 이상의 실험결과로 보아 수라민은 미토콘드리아막의 ADP 및 대사기질에 대한 투과도를 감소시킴으로써 산소소모율을 감소시키거나, 혹은 Krebs cycle이나 호흡연쇄반응(respiratory chain)에 작용하는 산화효소를 억제함으로써 산소소모율을 감소시키는 것으로 사료된다.;A number of investigations have been reported that suramin alters transport characteristics of various electrolytes and enzyme functions in a variety of biological systems. However, the effect of suramin on the oxidative phosphorylation has not been studied yet. I, therefore, undertook the present study to investigate the effect of suramin on the oxidative phosphorylation, using isolated rat liver mitochondrial preparations. The results are summarized as follows : 1. The rate of oxygen consumption by the mitochondrial preparations decreased as the concentration of suramin increased (p＜0.001). 2. However, total amount of oxygen consumption and ATP synthetized after prolonged time period were not different between control and suramin treated preparation. So the P/O ratio were not altered by suramin. It is, therefore, concluded that suramin reduces the rate of oxygen consumption probably by decreasing the permeability of the mitochondrial membrane to ADP and other metabolic substrates, or by inhibiting oxidative enzymes of krebs cycle or respiratory chain.