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端 邦樹; Lin, M.; 勝村 庸介*; 室屋 裕佐*; Fu, H. Y.*; 山下 真一; 中川 秀彦*
Journal of Radiation Research, 52(1), p.15 - 23, 2011/01
被引用回数：20 パーセンタイル：59.76(Biology)A comparative study using the pulse radiolysis technique was carried out to investigate transient absorption spectra and rate constants for the reactions of OH radical and N
radical with edaravone (3-methyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one) and its four analogue compounds, 1,3-dimethyl-2-pyrazolin- 5-one, 3-methyl-1-(pyridin-2-yl)-2-pyrazolin-5-one, 1-phenyl-3-trifluoromethyl-2-pyrazolin-5-one and 1-(4-chlorophenyl)-3-ethyl-2-pyrazolin-5-one. The results showed that, unlike reaction mechanisms previously proposed, the phenyl group of edaravone played an important role in the reaction with OH radical and OH adducts to the phenyl group were formed. Quantum chemical calculations also strongly supported this attribution and suggested that the most favorable site for attacks by OH radical is the ortho position of the phenyl group. Moreover, the rate constants for the reactions of edaravone and its analogues towards OH radical and N radical were about 8.0
10
, and 4.010 dm
mol
s, respectively. Edaravone displayed higher reactivity compared to the others, in contrast a previous report in which 3-methyl-1-(pyridin-2-yl)-2-pyrazolin-5-one showed the highest reactivity towards OH radical.
北野 彰洋; 照山 英彦; 西 裕士; 山岡 光明*; 森木 保幸*; 中川 雅俊*
サイクル機構技報, (15), p.1 - 16, 2002/06
将来の「もんじゅ」炉心において、燃料の最大活用を目指した柔軟な炉心運用計画の可能性をさぐるため、入力は簡単であるがより正確に核・熱・構造の各種炉心特性を解析評価できるパソコン版対話型炉心解析システムを開発した。本システムMEISTERでは入力データ作成、計算コード間のデ-タ授受や計算結果出力などをグラフィカル・ユーザ・インタフェースにて視覚的・統一的に行うことができる。これを用いて「もんじゅ」性能試験を対象とした解析を行い、システムの実機適用を検証した。
端 邦樹; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 工藤 久明*; 中川 恵一*; 中川 秀彦*
no journal, ,
エダラボンは、脳梗塞時に発生するOHなどの活性酸素と反応し、生体組織を活性酸素の毒性から防護すると考えられ、臨床で使用されている抗酸化性薬剤である。また、その高いラジカル捕捉性から最近では放射線防護剤としての効果も期待されているが、ラジカルとの反応性研究は少ない。防護剤としての妥当性を検討するため、これまではエダラボンのラジカルとの反応性を反応速度定数の面から調べてきた。また、最近ではエダラボンの抗酸化性に着目して、反応性が高いエダラボン誘導体を開発する研究も行われている。ESRを用いたエダラボン誘導体の抗酸化性の研究から、効果的な誘導体も示唆されている。本研究では、3種類のエダラボン誘導体を用い、OHとの反応をパルスラジオリシス法によって測定し、ESRによる実験の報告結果と比較、その妥当性を検討した。
端 邦樹; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; Fu, H.*; 工藤 久明*; 中川 恵一*; 中川 秀彦*
no journal, ,
脳梗塞用薬剤であるエダラボンとその誘導体の抗酸化性を、パルスラジオリシス法を用いて測定した。エダラボンと酸化性ラジカルとの反応性から、OHラジカルの反応の特異性が示唆された。また、エダラボン誘導体とOHラジカルとの反応速度定数の評価を、生成物の直接測定やDMPOを用いた競争反応によって測定した。
端 邦樹; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; Fu, H.*; 工藤 久明*; 中川 恵一*; 中川 秀彦*
no journal, ,
To help for a better understanding about the mechanism of oxidation reactions of edaravone, the transient absorption spectrum and reactivity of edaravone towards various oxidative radicals (
OH, N, Br
, SO
, and CClO) are studied by pulse radiolysis techniques. The spectrum of its reaction with OH is quite different from those with the other oxidizing radicals, because the main transient is of OH-adducts for OH reaction while it is of electron-transfer or H-abstraction for the others. The rate constants of the reaction with OH, N, SO, and CClO are estimated to be 8.710, 5.410, 6.010
, and 5.110 Ms, respectively. Moreover the rate constants of the reaction of some edaravone derivatives with OH are estimated.
端 邦樹; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 工藤 久明*; 中川 恵一*; 中川 秀彦*
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エダラボンは、脳虚血-再灌流時において発生する活性酸素を除去するラジカルスカベンジャーであり、2001年より国内で使用されている脳梗塞用薬剤である。その反応性を調べるため、パルスラジオリシス法を用いてエダラボン水溶液中にさまざまなラジカルを選択的に発生させ、エダラボンと酸化性ラジカルとの反応性を直接的に観測した。反応させたラジカルはOH, N, Br, SO, CClOである。この測定によって、エダラボンとラジカルとの反応速度定数を算出し、生成する反応中間体の吸収スペクトルを得た。N, Br, SO, CClOによるエダラボンの酸化による中間生成物は同一の吸収スペクトルを示し、吸収ピークは
=345nm (
=2600Mcm)となった。一電子引き抜き反応によるエダラボンラジカルの生成と考えられる。一方、OHとの反応では、吸収ピークは=320nm(
=4900Mcm)となり、特異的なスペクトルを示した。OHとほかの酸化性ラジカルとでは異なる反応中間体を生成しているということが示唆される。これは、脱気下においてOHが二重結合への付加反応を起こしているものと考えられる。反応速度定数は、OH, N, SO, CClOそれぞれについて8.510, 5.410, 6.010, 5.110Msと得られた。
端 邦樹; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; Fu, H.*; 工藤 久明*; 中川 恵一*; 中川 秀彦*
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脳梗塞時に発生する活性酸素,フリーラジカルを除去する作用があることから2001年より国内において臨床で使用されているエダラボンは、その優れた抗酸化性から、放射線防護剤としての利用も検討され、研究されている。最近ではエダラボン同様の反応性を期待されたエダラボン誘導体についての研究開発も行われており、ESRによる実験で、フェニル基を2-ピリジル基で置換した誘導体がエダラボンよりはるかに優れたOHラジカルとの反応性を示すという報告もなされている。エダラボンやその誘導体とOHなどの水の放射線分解生成物との反応性を明らかにすることは、放射線防護剤の研究において重要であり、本研究ではその反応初期過程を観測することを目的としてパルスラジオリシス法による測定を行った。その結果、ピリジン環を持つエダラボン誘導体について、DMPOを競争剤に用いた測定で得られた速度定数が直接測定した値の2倍程度の値を示した。ピリジン環を持つエダラボン誘導体がスピントラップ剤DMPOと相互作用し、OHラジカルとの反応性に影響を与えているものと考えられる。
端 邦樹; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; Fu, H.*; 工藤 久明*; 中川 恵一*; 中川 秀彦*
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Edaravone (3-methyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one) is known as a neuroprotective as well as a radioprotective drug. This is thought to be due to its potent free radical scavenging capacity. To help for a better understanding about the mechanism of oxidation reactions, the transient absorption spectrum and reactivity of edaravone towards various oxidative radicals (OH, N, Br
, SO, and CClO) are studied by pulse radiolysis techniques. The spectrum of its reaction with OH is quite different from those with the other oxidizing radicals. Moreover, to study the structure-activity-relationships, the rate constants of the reaction of some edaravone derivatives with OH are estimated by both buildup kinetics and competition method using carbonate ion and DMPO as competitors. The rate constant of derivatives having pyridine ring as a substituent by DMPO competition was estimated twice as high as that by buildup kinetics. This might be due to a possible interaction between these kind of derivatives and DMPO. We also calculated the heats of formation (HOF) using Gaussian03 program to identify the possible reaction mechanism of edaravone with OH.
端 邦樹; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; Fu, H.*; 工藤 久明*; 中川 恵一*; 中川 秀彦*
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Edaravone (3-methyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one) is known as a neuroprotective as well as a radioprotective drug, and some edaravone derivatives are also studied and developed as a radioprotector. These are thought to be due to their potent free radical scavenging activity. Pulse radiolysis technique was performed to examine the reactivity of edaravone and its derivatives (Fig.1) towards OH in aqueous solution. The rate constants of the reaction of some edaravone derivatives with OH were measured by both buildup kinetics and competition method using CO
and DMPO (5,5-dimethyl-1-pyrroline-N-oxide) as competitors. The experimental results showed all derivatives were good OH scavengers (
10
dmmols). Moreover, the rate constants of derivative No.1 and No.5 by competition method with the DMPO were estimated twice as high as that by buildup kinetics. This might be due to a possible interaction between the pyridine ring and DMPO. The interaction between the derivative and DMPO was also implied by UV spectroscopy. Since the DMPO is widely used as a competitor for the determination of reactivity of antioxidants in an ESR spin trapping method, this result suggests that much care should be paid for using the DMPO, which might induce a certain interaction with the pyridine ring.
端 邦樹; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; Fu, H.*; 山下 真一; 工藤 久明*; 中川 恵一*; 中川 秀彦*
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脳梗塞時に発生する活性酸素、フリーラジカルを除去する作用があることから2001年より国内において臨床で使用されているエダラボン(3-methyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one)は、その優れた抗酸化性から、放射線防護剤としての利用も検討され、研究されている。最近ではエダラボン同様の反応性を期待されたエダラボン誘導体についての研究開発も行われており、ESRによる実験で、フェニル基をピリジン環で置換した誘導体がエダラボンより優れたOHとの反応性を示すという報告もなされている。エダラボンやその誘導体とOHなどの水の放射線分解生成物との反応性を明らかにすることは、放射線防護剤の研究において重要であり、本研究ではその反応初期過程を明確にすることを目的としてパルスラジオリシス法による測定を行った。速度定数は生成するラジカルの直接測定、炭酸イオンやDMPOを競争剤に用いた競争反応による測定により評価した。直接測定ではすべての誘導体において拡散律速に近い反応性を示した。炭酸イオンとの競争反応の結果も同様のものとなった。これらの結果から、エダラボン誘導体はエダラボン同様に優れたラジカル捕捉剤であることがわかった。DMPOとの競争反応を用いての速度定数評価では、ピリジン環を持つ誘導体について、直接測定の2倍程度高い値が得られた。これからピリジン環を持つ誘導体とDMPOとの間に相互作用が存在することが示唆された。
端 邦樹; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; Fu, H.*; 山下 真一; 工藤 久明*; 中川 恵一*; 中川 秀彦*
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放射線防護剤としての利用が期待されている抗酸化性薬剤エダラボン(3-methyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one)やその誘導体の反応性について、パルスラジオリシス法を用いて反応初期過程の測定を行った。誘導体と
OHとの反応性はエダラボンと同程度に高く、優れたラジカル捕捉剤であることが示された。また本測定により、ピリジン環を持ったエダラボン誘導体とスピントラップ剤DMPO(5,5-dimethyl-1-pyrroline-N-oxide)との相互作用が示唆された。
端 邦樹; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 山下 真一; Fu, H. Y.*; 工藤 久明*; 中川 恵一*; 中川 秀彦*
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抗酸化剤エダラボン(3-methyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one)とOHラジカルとの反応性を明らかにするため、置換基を変化させたエダラボン誘導体について酸化性ラジカルとの反応性をパルスラジオリシス法により測定した。生成する中間体の吸収スペクトルを観測したところ、エダラボンとOHラジカルとの反応はフェニル基へのOH付加反応であることが示された。また、量子化学計算からフェニル基の2'位への付加体が最も安定化するということが示された。
端 邦樹; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; Fu, H.*; 山下 真一; 工藤 久明*; 中川 恵一*; 中川 秀彦*
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エダラボン(Radicut, 3-methyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one)は脳保護剤として2001年より日本で臨床利用されているフリーラジカル捕捉剤である。その高いラジカル捕捉作用から近年では放射線防護剤としての利用も検討されている。臨床における関心から抗酸化作用を調べた研究は多く存在するが、その反応性に関する研究については少ない。過酸化ラジカルとの反応や酸化反応を引き起こす酵素を使った実験結果が報告されているに過ぎず、OHラジカルとの反応性を調べた報告はほとんどない。OHラジカルは放射線による間接効果の主な原因であると考えられており、その反応性を評価することは重要である。本研究では、エダラボンとOHラジカルとの反応メカニズムを明らかにすることを目的とし、パルスラジオリシス法を用いて、エダラボンとエダラボンのフェニル基をメチル基で置換した1,3-dimethyl-2-pyrazolin-5-oneについてOHラジカルや他の酸化性ラジカルとの反応性を評価した。結果、エダラボンの反応においてOHラジカルは他の酸化性ラジカルとは異なる中間体を生成することが明らかとなった。一方、1,3-dimethyl-2-pyrazolin-5-oneの反応においてはOHと他の酸化性ラジカルとで同一の中間体を生成しており、エダラボンとOHラジカルとの反応は、フェニル基が重要な役割を担っていることが示された。従来、エダラボンの酸化性ラジカルとの反応性のメカニズムは電子移動反応や水素引き抜き反応であると考えられていたが、OHラジカルとの反応についてはフェニル基への付加反応が主たる反応であると考えられた。
端 邦樹; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 山下 真一; Fu, H. Y.*; 工藤 久明*; 中川 恵一*; 中川 秀彦*
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エダラボンとその誘導体についてOHラジカルとの反応性をパルスラジオリシス法により評価した。反応の過渡吸収スペクトルを測定し、比較したところ、エダラボンのフェニル基へのOH付加反応が示された。さらに量子化学計算から、フェニル基のオルト位へのOH付加反応が最も起こりうる反応であると示唆された。
横堀 伸一*; Yang, Y.*; 杉野 朋弘*; 河口 優子*; 板橋 志保*; 藤崎 健太*; 伏見 英彦*; 長谷川 直*; 橋本 博文*; 林 宣宏*; et al.
no journal, ,
We isolated two novel species of the genus 
, one from top of troposphere (
) and the other from bottom of stratosphere (
). Can these newly isolated bacterial species and strains survive harsher environment such as space environment and/or other astronomical objects such as Mars? To address these questions, we have analyzed the survival of these microbial species and strains under the extreme conditions. Environment at high altitude is extreme for microorganisms not only because of high UV radiation, but also other stresses such as extreme dryness. To clarify how dryness affects to the survivability of microorganisms, we examined the effects of desiccation and high humidity on survival and DNA double strand breaks (DSB) of 
, 
and spores of 
. They exhibited different survival rates and DSB patterns under desiccation and high humidity. Higher survival and less DSB occurred at lower temperatures. Spores of 
showed the highest survivability at each condition. Survivability of at desiccation condition is higher than that at the humid condition, although survivability of 
at desiccation condition is lower than that at the humid condition. We also tested the effects of various factors on survivability of spp. Together with tests under desiccation condition, these test results suggested that spp. which we tested can survive in space for years.
横堀 伸一*; Yang, Y.*; 杉野 朋弘*; 河口 優子*; 伏見 英彦*; 鳴海 一成; 橋本 博文*; 林 宣宏*; 河合 秀幸*; 小林 憲正*; et al.
no journal, ,
To explain how organisms on the Earth were originated at the quite early stage of the history of Earth, Panspermia hypothesis was proposed. Recent findings of the Martian meteorite suggested possible existence of extraterrestrial life, and interplanetary migration of life as well. On the other hand, microbes have been collected from high altitude using balloons, aircraft and meteorological rockets since 1936, though it is not clear how could those microbes be ejected up to such high altitude. Spore forming fungi and Bacilli, and Deinococci have been isolated in these experiments. If microbes could be found present even at the higher altitude of low earth orbit (400 km), the fact would endorse the possible interplanetary migration of terrestrial life. We proposed the "Tanpopo" mission to examine possible interplanetary migration of microbes on Japan Experimental Module (JEM) of the International Space Station (ISS). In our proposal, microorganisms will be exposed to the space environment with/without model-clay materials that might protect microorganisms from vacuum UV and cosmic rays. Spore of 
sp., and vegetative cells of 
and our novel deinococcal species isolated from high altitude are candidates for the exposure experiment. In preliminary experiments, clay-materials tend to increase survivability of microorganisms under irradiation of heavy ion beam and other radiation. In this paper, we discuss current status of exposure experiment of microorganisms defined for the Tanpopo mission.
端 邦樹; Fu, H. Y.*; 勝村 庸介*; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 山下 真一; 工藤 久明*; 中川 秀彦*
no journal, ,
活性酸素などの酸化性ラジカルによる生体内分子の損傷はがんや心疾患といったさまざまな損傷の引き金として知られる。こうした酸化性ラジカルは生体内の水分子の放射線による電離によっても発生し、放射線による生体影響の要因となっている。抗酸化物質は生体内で酸化性ラジカルに対する還元剤として働き、OHラジカルやスーパーオキシドアニオンラジカルといった酸化性ラジカルをよく捕捉することが知られている。また、DNAが酸化を受けて発生するDNAラジカルを還元する、いわゆる化学修復作用を示すことも示唆されている。本研究は抗酸化物質の放射線防護作用の解明及び反応性の評価を行うことを目的とし、おもにパルスラジオリシス法を用いた化学的手法による抗酸化作用の測定を行っている。脳梗塞用の抗酸化性薬剤であるエダラボンや天然フラボノイドであるシリビンについて、酸化性ラジカルとの反応性の測定やdGMPをDNAに見立てた化学的な系での化学修復作用の測定を行った。結果、これらの抗酸化物質による酸化性ラジカルとの高い反応性が確認され、またシリビンやその誘導体に関しては化学修復作用を示すことも確認された。
