S-メチル-L-システインは、内因性メチオニンを中心としたレドックスサイクルを模倣することにより、神経細胞のアンチマイシンA誘発ミトコンドリア障害を防御することを明らかにした

S-methyl-L-cysteine Protects against Antimycin A-induced Mitochondrial Dysfunction in Neural Cells via Mimicking Endogenous Methionine-centered Redox Cycle.

• Lan Ni
• Xin-Lei Guan
• Fu-Feng Chen
• Peng-Fei Wu

抄録

ミトコンドリアのスーパーオキシドの過剰生産は、神経変性に関連する神経毒性の原因であると考えられています。MitoQなどのミトコンドリアを標的とした抗酸化剤は、潜在的に効果的な抗酸化療法として浮上している。メチオニンスルホキシド還元酵素A（MsrA）は、ミトコンドリアに局在する内因性抗酸化酵素であり、メチオニン（Met）中心の酸化還元サイクル（MCRC）を触媒することで酸化種を消去することができます。本研究では、PC12細胞において、天然のL-MetがアンチマイシンA誘導性ミトコンドリアスーパーオキシドの過剰生産に対して良いスカベンジャーとして作用することを観察した。この抗酸化は、MsrAのMet酸化酵素活性に大きく依存していた。S-メチル-L-システイン（SMLC）は、ニンニクやキャベツに豊富に含まれる天然のMetのアナログであり、MsrAのMet酸化酵素活性を活性化してフリーラジカルを消去することができた。さらに、SMLCはアンチマイシンAによるミトコンドリア膜の脱分極を防ぎ、1-メチル-4-フェニルピリジニウム（MPP）による神経毒性を緩和した。このように，SMLCはMsrAのMet酸化酵素活性を活性化することにより，ミトコンドリア損傷の解毒作用に有効であることが示唆された。

Mitochondrial superoxide overproduction is believed to be responsible for the neurotoxicity associated with neurodegeneration. Mitochondria-targeted antioxidants, such as MitoQ, have emerged as potentially effective antioxidant therapies. Methionine sulfoxide reductase A (MsrA) is a key mitochondrial-localized endogenous antioxidative enzyme and it can scavenge oxidizing species by catalyzing the methionine (Met)-centered redox cycle (MCRC). In this study, we observed that the natural L-Met acted as a good scavenger for antimycin A-induced mitochondrial superoxide overproduction in PC12 cells. This antioxidation was largely dependent on the Met oxidase activity of MsrA. S-methyl-L-cysteine (SMLC), a natural analogue of Met that is abundantly found in garlic and cabbage, could activate the Met oxidase activity of MsrA to scavenge free radicals. Furthermore, SMLC protected against antimycin A-induced mitochondrial membrane depolarization and alleviated 1-methyl-4-phenylpyridinium (MPP)-induced neurotoxicity. Thus, our data highlighted the possibility for SMLC supplement in the detoxication of mitochondrial damage by activating the Met oxidase activity of MsrA.