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Redox signal regulation via protein polysulfidation

Research Project

Project/Area Number 17K17583
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field General physiology
General pharmacology
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

KASAMATSU SHINGO  東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (80738807)

Research Collaborator Morita Masanobu  
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywordsタンパク質ポリスルフィド化 / システインパースルフィド / アルコールデヒドロゲナーゼ / レドックスシグナル
Outline of Final Research Achievements

In this study, we investigated biological roles of protein polysulfidation of alcohol dehydrogenase 5 (ADH5) in a regulatory mechanism for redox signaling. It was revealed that human ADH5 protein was highly polysulfidated and the Cys174 residue, is known to be coordinated to the active site, played the important role to maintain its protein polysulfidation. Furthermore, we found that the protein polysufidation level of ADH5 correlated with the enzymatic activity. These results suggest that polysulfidation at the active site of ADH5 protein may involve in the regulation of nitric oxide- and formaldehyde-related redox signaling.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で着目したアルコールデヒドロゲナーゼ5(ADH5)は、生体内で一酸化窒素(NO)を代謝する主要酵素の一つである。本研究により世界で初めて、ADH5酵素活性がタンパク質ポリスルフィドによって制御されていることを明らかにした。ADH5タンパク質ポリスルフィドによる生体内NO代謝機構をより詳細に解析することにより、感染・炎症などのNO・酸化ストレスが関与する疾患・病態の治療・予防戦略の開発への貢献が期待できる。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (27 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results) Presentation (14 results) Remarks (1 results)

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  • [Journal Article] 8-Nitro-cGMP attenuates context-dependent fear memory in mice.2019

    • Author(s)
      Kishimoto Y, Kasamatsu S, Yanai S, Endo S, Akaike T, Ihara H.
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun

      Volume: 511 Issue: 1 Pages: 141-147

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.01.138

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  • [Journal Article] Breathing hydrogen sulfide prevents delayed paraplegia in mice.2019

    • Author(s)
      Kakinohana M, Marutani E, Tokuda K, Kida K, Kosugi S, Kasamatsu S, Magliocca A, Ikeda K, Kai S, Sakaguchi M, Hirai S, Xian M, Kaneki M, Ichinose F.
    • Journal Title

      Free Radic Biol Med

      Volume: 131 Pages: 243-250

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2018.12.003

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    • Author(s)
      Masuda Kumiko、Tsutsuki Hiroyasu、Kasamatsu Shingo、Ida Tomoaki、Takata Tsuyoshi、Sugiura Kikuya、Nishida Motohiro、Watanabe Yasuo、Sawa Tomohiro、Akaike Takaaki、Ihara Hideshi
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 495 Issue: 3 Pages: 2165-2170

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.12.088

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  • [Journal Article] Redox regulation of electrophilic signaling by reactive persulfides in cardiac cells2017

    • Author(s)
      Nishida M, Nishimura A, Matsunaga T, Motohashi H, Kasamatsu S, Akaike T.
    • Journal Title

      Free Radic Biol Med.

      Volume: 印刷中 Pages: 30033-3

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2017.01.024

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  • [Journal Article] Exposure to Electrophiles Impairs Reactive Persulfide-Dependent Redox Signaling in Neuronal Cells2017

    • Author(s)
      Ihara Hideshi、Kasamatsu Shingo、Kitamura Atsushi、Nishimura Akira、Tsutsuki Hiroyasu、Ida Tomoaki、Ishizaki Kento、Toyama Takashi、Yoshida Eiko、Abdul Hamid Hisyam、Jung Minkyung、Matsunaga Tetsuro、Fujii Shigemoto、Sawa Tomohiro、Nishida Motohiro、Kumagai Yoshito、Akaike Takaaki
    • Journal Title

      Chem. Res. Toxicol

      Volume: 30 Issue: 9 Pages: 1673-1684

    • DOI

      10.1021/acs.chemrestox.7b00120

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  • [Journal Article] Cysteinyl-tRNA synthetase governs cysteine polysulfidation and mitochondrial bioenergetics2017

    • Author(s)
      Akaike Takaaki、、、Nishida Motohiro(4)、、、、、、Fujii Shigemoto(20)、、、Motohashi Hozumi(26)
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 1177-1177

    • DOI

      10.1038/s41467-017-01311-y

    • NAID

      120007134656

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    • Author(s)
      藤井重元, 笠松真吾, MORSHEDUL Alam Md., 井田智章, 守田匡伸, 居原秀, 西村明, 松永哲郎, 本橋ほづみ, 赤池孝章
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      藤井重元、笠松慎吾、Md. Morshedul Alam、井田智章、守田匡伸、居原 秀、西村 明、松永哲郎、本橋ほづみ、赤池孝章.
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  • [Presentation] アルコールデヒドロゲナーゼ5の酵素活性制御におけるタンパク質ポリスルフィド化機能2017

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      井田智章、笠松真吾、Md. Morshedul Alam、守田匡伸、居原 秀、西村 明、松永哲郎、藤井重元、本橋ほづみ、赤池孝章.
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  • [Presentation] 硫化水素代謝酵素Sqrdlの生体における機能解析2017

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      守田匡伸、南嶋洋司、井田智章、松永哲郎、笠松真吾、西村 明、藤井重元、市瀬 史、赤池孝章.
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      西村 明、那須野 亮、松永哲郎、井田智章、笠松真吾、守田匡伸、藤井重元、高木博史、赤池孝章.
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  • [Presentation] 種横断的システインパースルフィド産生酵素:Cysteinyl-tRNA synthetase2017

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      西村 明、井田智章、赤司壮一郎、守田匡伸、松永哲郎、笠松真吾、藤井重元、赤池孝章.
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  • [Presentation] 8-ニトロ-cGMPとタンパク質poly-S-グアニル化を介した親電子シグナル制御2017

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      赤司壮一郎、笠松真吾、ジョン ミンギョン、松永哲郎、井田智章、藤井重元、澤 智裕、熊谷嘉人、本橋ほづみ、赤池孝章.
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  • [Presentation] Sulfide Quinone reductase (SQR) 欠損マウスの作製とイオウ代謝解析2017

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      守田匡伸、松永哲郎、井田智章、西村 明、笠松真吾、藤井重元、赤池孝章.
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      西村 明、那須野 亮、松永哲郎、井田智章、笠松真吾、守田匡伸、藤井重元、高木博史、赤池孝章.
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  • [Presentation] アルコールデヒドロゲナーゼ5タンパク質ポリスルフィド化の酵素活性制御機能2017

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      Jung Minkyung、西村 明、笠松真吾、Md. Morshedul Alam、井田智章、松永哲郎、藤井重元、居原 秀、本橋ほづみ、赤池孝章.
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      守田匡伸、松永哲郎、井田智章、西村 明、笠松真吾、藤井重元、赤池孝章.
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  • [Presentation] ニトロソグルタチオン還元酵素(GSNOR)選択的欠損マウスの開発2017

    • Author(s)
      松永哲郎、西村 明、笠松真吾、Md. Morshedul Alam、井田智章、守田匡伸、居原 秀、藤井重元、下田 翔、西田基宏、本橋ほづみ、赤池孝章.
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  • [Presentation] Reactive persulfide-dependent redox signaling in neuronal cells and its impairment by exposure to electrophiles2017

    • Author(s)
      Shigemoto Fujii, Hideshi Ihara, Shingo Kasamatsu, Akira Nishimura, Tomoaki Ida, Motohiro Nishida, Yoshito Kumagai, Takaaki Akaike.
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      8th Joint Meeting of Society for Free Radical Research Australasia and Japan with International Symposium on Coenzyme Q10
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  • [Remarks] 東北大学大学院医学系研究科環境医学分野教室ホームページ

    • URL

      http://www.toxicosci.med.tohoku.ac.jp

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Published: 2017-04-28   Modified: 2022-02-22  

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