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Novel functionality of food components via protein modification and binding to extranuclear histones

Research Project

Project/Area Number 20K15467
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 38050:Food sciences-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Itakura Masanori  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (70803162)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywordsタンパク質修飾 / ヒストン / ビタミンC / ポリフェノール / 食品成分 / 抗炎症 / 敗血症
Outline of Research at the Start

ビタミンCやポリフェノール類などの抗酸化性食品成分による生体防御作用はよく知られているが、その作用機構には未だ不明な点が多く残されている。申請者はこれまでにタンパク質やアミノ酸が抗酸化性食品成分による修飾を受けることで、ヒストンへの結合能を獲得することを明らかにしている。本研究では、食品成分修飾体(タンパク質もしくはアミノ酸)と核外ヒストンの結合を介した炎症応答制御および生体防御作用を検討することで、食品成分の新たな活性発現機構の解明を試みる。

Outline of Final Research Achievements

In order to clarify the novel functionality of anti-oxidative food components, such as vitamin C and polyphenols, we investigated their function via protein modification and binding to histones. In our study, we found that (1) proteins modified with anti-oxidative food components bind to membrane-localized histone H2B and inhibit its activity as a plasminogen receptor, resulting in the anti-inflammatory effect, (2) modified proteins form co-aggregates with histones, which attenuate histone-induced cytotoxicity. These results indicated novel functionality of food components via protein modification and binding to extranuclear histones.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ビタミンCやポリフェノールなどの抗酸化性食品成分は明確な健康機能性を示す一方で、易代謝性の特徴を持つものが多く、抗酸化性などの既知の作用機序だけでは機能性を十分に説明することは難しい。本研究では、「食品によるタンパク質修飾を介した機能性」という、これまでに報告されているメカニズムとは全く異なった食品の機能性発現機構を証明するに至った。本研究成果は、「食の機能性」にさらなる科学的根拠を与えただけでなく、疾病や老化に対する新たな予防法開発につながる可能性があり、学術的・社会的意義のあるものだと考えられる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (13 results)

  • [Journal Article] Histone functions as a cell-surface receptor for AGEs2022

    • Author(s)
      Itakura Masanori、Yamaguchi Kosuke、Kitazawa Roma、Lim Sei-Young、Anan Yusuke、Yoshitake Jun、Shibata Takahiro、Negishi Lumi、Sugawa Hikari、Nagai Ryoji、Uchida Koji
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 2974-2986

    • DOI

      10.1038/s41467-022-30626-8

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Natural polyphenols convert proteins into histone-binding ligands2022

    • Author(s)
      Yamaguchi Kosuke、Itakura Masanori、Tsukamoto Mona、Lim Sei-Young、Uchida Koji
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 298 Issue: 11 Pages: 102529-102529

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.102529

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 細胞膜ヒストンへの結合を介した最終糖化産物 (AGEs) による抗炎症作用2022

    • Author(s)
      板倉正典、内田 浩二
    • Organizer
      第95回日本生化学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸化型ビタミンC由来AGEsの核移行と核内ヒストンへの結合2022

    • Author(s)
      板倉正典、内田浩二
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸化型ビタミンC 由来AGEsによる炎症応答制御メカニズムの解明2022

    • Author(s)
      板倉 正典, 内田 浩二
    • Organizer
      日本農芸化学会2022年度大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ポリフェノール修飾タンパク質の構造解析並びにヒストンとの相互作用メカニズムの解明2022

    • Author(s)
      山口 公輔, 板倉 正典, 北澤 麗磨, 林 世映, 永田 宏次, 柴田 貴広, 赤川 貢, 内田 浩二
    • Organizer
      日本農芸化学会2022年度大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ポリフェノールによるヒストン凝集メカニズムと病態生理学的意義の解明2022

    • Author(s)
      塚本 萌南, 山口 公輔, 板倉 正典, 内田 浩二
    • Organizer
      日本農芸化学会2022年度大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 抗酸化性食品成分によるタンパク質自然修飾を介した生体恒常性維持機構2021

    • Author(s)
      板倉 正典, 内田 浩二
    • Organizer
      第48回日本毒性学会学術年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 抗酸化性食品成分によるタンパク質自然修飾とヒストンを介した生体応答2021

    • Author(s)
      板倉 正典, 内田 浩二
    • Organizer
      第94回日本生化学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ポリフェノール修飾タンパク質によるヒストン結合を介した細胞保護作用2021

    • Author(s)
      山口 公輔, 板倉 正典, 北澤 麗磨, 林 世映, 永田 宏次, 柴田 貴広, 赤川 貢, 内田 浩二
    • Organizer
      第94回日本生化学会大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 酸化型ビタミンC修飾タンパク質とヒストンH2Bの相互作用メカニズムの解明2021

    • Author(s)
      板倉正典、山口公輔、佐々木栄太、吉武淳、柴田貴広、大野礼一、永井竜児、内田浩二
    • Organizer
      日本農芸化学2021年度大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ポリフェノール修飾タンパク質によるヒストン結合を介した細胞保護作用2021

    • Author(s)
      山口公輔、板倉正典、佐々木栄太、赤川貢、内田浩二
    • Organizer
      日本農芸化学2021年度大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ヒストンH2Bへの結合を介した最終糖化産物(AGEs)によるプラスミノーゲン活性調節と炎症制御2020

    • Author(s)
      板倉正典、近澤未歩、佐々木栄大、内田浩二
    • Organizer
      第93回日本生化学大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 細胞外ヒストンの細胞障害性に対する最終糖化産物(AGEs)の保護効果2020

    • Author(s)
      北澤麗麿、板倉正典、近澤未歩、佐々木栄大、内田浩二
    • Organizer
      第93回日本生化学大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ポリフェノール修飾タンパク質によるヒストンH2B結合を介した抗炎症作用2020

    • Author(s)
      山口公輔、板倉正典、近澤未歩、佐々木栄大、赤川貢、内田浩二
    • Organizer
      第93回日本生化学大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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