The effect of L-Ascorbic Acid on the Oxidative Reaction of Lysine in Collagen.

In a model reaction using lysyl oxidase purified partilally from bovine aorta, effect of L-ascorbic acid AsA on the oxidative reaction of lysine in collagen was investigated. Addition of Ash to the reaction mixture under aerobic conditions resulted in the decrease of enzymatic activity. In order to examine the specificity of AsA in the oxidative reaction of lysine, other reductants including A derivatives instead of AsA were added to the reaction mixture. Thiol such as glutathione had no effect on the activities of lysyl oxidase. on the other hand, it was observed that erythorbic acid, which was a stereoisomer of AsA, had the same inhibitory effect on this oxidative reaction as AsA. Moreover, by the addition of 3,4-dihydroxybenzoate, which was structural analog of AsA, the activities decreased in a similar manner to that of AsA. These results indicate that the regulatory effect of AsA on lysyl oxidase is attributed to characteristics of the structure. From the determination of Ash remained in the reaction mixture, it is shown that AsA concentration remarkably decreased by lysyl oxidase of the reaction mixture. It is hypothesized that endiol groups reduces the enzyme-bound $Cu^{+2}$ required for further progress of the reaction, and suggests that AsA regulates specifically the reduction of $Cu^{+2}$ required to oxidize lysyl oxidase. This findings support that AsA has an important regulatory role on the oxidative reaction of lysine and on changes of collagen cross-links with aging.

Collagen 분자 중의 lysine 산화반응에 미치는 비타민 C의 영향

AsA 및 그 관련화합물, 각종 환원제 등을 첨가하여 lysine의 산화반응에 미치는 영향에 대하여 검토하였다. AsA의 첨가에 의해 lysyl oxidase활성의 지표인 과산화수소의 생성량은 대조군에 비하여 감소하였다. 2 $\mu$M의 AsA의 첨가에 의해 효소활성은 완전히 억제되었고, 0.2 $\mu$M 농도에서 억제효과가 나타났으나 40분 경과 후 다시 활성이 상승하는 경향이 나타났다. 또한 0.02$\mu$M 에서는 효소활성 의 변화는 대조군과 비슷한 경향을 나타내었다. 효소활성은 환원형 AsA에서 저해 효과가 높았으나 산화형 비타민 C (dehydroascorbic acid: DHA)와 환원제인 glutathione (GSH)에서는 억제효과가 크게 나타나지 않았다. AsA의 입체이성체인 ErA는 AsA와 같이 lysine 산화반응에서 억제적으로 작용하고 환원제인 GSH 보다도 lysyl oxidase에 미치는 영향은 큰 것으로 나타났다. 즉, lysine산화반응에 미치는 억제 효과는 환원제로서는 AsA와 ErA에서만 나타났으므로, 그 구조가 lysyl oxidase에 관여 할 가능성이 보여졌으므로, AsA의 analogue인 3,4-dihydro-xybenzoate를 이용하여 lysyl oxidase의 효소활성에 미치는 영향을 검토하였다. AsA의 analogue인 3,4-dihydroxyben-zoate를 첨가하였을 때에도 lysyl oxidase 활성은 억제되어, AsA의 analogue가 AsA와 같은 효과를 나타내었으므로 AsA의 endiol기의 작용 가능성을 추측할 수 있다. 이러한 결과로부터 lysine의 산화반응은 AsA에 의해 억제되고, 그 억제 효과는 AsA의 endiol기가 효소-구리이온 복합체를 환원할 때 효소의 활성부위에 접근하여 나타나는 것으로 사료된다.