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大気中反応物質により非意図的な化学修飾を受けたタンパク質の生体内運命

Research Project

Project/Area Number 21659154
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Hygiene
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

熊谷 嘉人  筑波大学, 大学院・人間総合科学研究科, 教授 (00250100)

Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Keywords親電子シグナル / C-S切断酵素 / 共有結合 / レドックスセンサー / キノン系化合物
Research Abstract

1,2-ナフトキノン(1,2-NQ)曝露で観察されるヒト肺上皮由来A549細胞内タンパク質との共有結合と時間依存的な減少は、オートファジーの阻害剤であるクロロキン前処置で顕著に阻害された。このことは、細胞内で親電子修飾を受けたタンパク質の一部はオートファジーで速やかに分解されることを示唆している。一方、昨年度の成果より、1,2-NQにより化学修飾を受けたタンパク質の一部がグルタチオン(GSH)によりS-トランスアリル化されるタンパク質が存在することを見出した。そこで、A549細胞を事前にGSHの枯渇剤であるBSOを(前)処置してから1,2-NQを曝露し、2次元電気泳動とMALDI-TOF/MS分析で標的タンパク質を同定した。
その結果、BSO処置で1,2-NQの共有結合が増加する25.7kDaタンパク質をペプチドマスフラグメント解析した結果、ユビキチンC末端加水分解酵素Ubiquitin carboxyterminalhydrolase L1(UCH-L1)であった。非細胞系において、精製したヒトUCH-L1と1,2-NQ(100μM)を反応させると、本酵素活性は36%阻害された。同条件下において、1分子当たり2つの1,2-NQが結合しており、その結合部位はCys152とCys220であった。そこで、1,2-NQをあらかじめ結合させたUCH-L1にGSH(5mM)を反応させたところ、濃度・時間依存的に1,2-NQの結合量は減少し、消失した本活性は有意に回復した。さらに、反応上清中には1,2-NQのGSH結合体であるGS-NQの生成が認められた。以上より、UCH-L1は自身への親電子修飾を生理的濃度のGSHを利用してS-トランスアリル化を触媒するタンパク質であることが明らかとなった。

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2011 2010 2009 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (10 results) Book (2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Initial response and cellular protection through the Keap 1/Nrf2 system during exposure of primary mouse hepatocytes to 1,2-naphthoquinone.2011

    • Author(s)
      Miura T
    • Journal Title

      Chemical Research in Toxicology

      Volume: 印刷中(掲載確定)

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    • Author(s)
      Sumi D
    • Journal Title

      Journal of Toxicological Sciences

      Volume: 35 Pages: 891-898

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    • Author(s)
      Miura T
    • Journal Title

      Journal of Toxicological Sciences

      Volume: 35 Pages: 843-852

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    • Author(s)
      Teles AM
    • Journal Title

      Archives of Toxicology 84

      Pages: 109-117

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      Kumagai Y
    • Journal Title

      Journal of Health Sciences 55

      Pages: 887-894

    • NAID

      130000127984

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  • [Journal Article] Catechol estrogens mediated activation of Nrf2 through covalent modification of its quinone metabolite to Keap12009

    • Author(s)
      Sumi D
    • Journal Title

      The Journal of Toxicological Sciences 34

      Pages: 627-635

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  • [Journal Article]2009

    • Author(s)
      熊谷嘉人
    • Journal Title

      実験医学増刊号.親電子シグナル伝達(羊土社)

      Pages: 50-55

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      http://www.md.tsukuba.ac.jp/community-med/environmental_medicine/main/toppage.html

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  • [Remarks]

    • URL

      http://www.md.tsukuba.ac.jp/environmental_medicine/main/toppage.html

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Published: 2009-04-01   Modified: 2016-04-21  

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