電子伝達系におけるユビキノンと活性イオウ分子とのレドックスカップルの意義
Publicly Offered Research
| Project Area | Oxygen biology: a new criterion for integrated understanding of life |
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| Project/Area Number |
17H05519
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
熊谷 嘉人 筑波大学, 医学医療系, 教授 (00250100)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 活性イオウ分子 / レドックスカップル / 電子伝達系 / 親電子物質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
レドックスシグナル伝達の可逆性担保における活性イオウ分子の役割において、ROSによるタンパク質システイン残基の（過剰）酸化とそれに伴う不可逆的な修飾（たとえば、SO2H基やSO3H基）に対する活性イオウ分子の寄与の解明を目的とした。ジメドンプローブと質量分析を駆使した非細胞系および細胞系実験より、センサータンパク質であるPTP1Bの活性部位Cys215は、パースルフィド処置によりSSH基に変換され、次にH2O2処理によりSSOH基やSSOnH基に酸化されても、DTTのような還元剤やチオレドキシンとその関連タンパク質で処理すると、低下した酵素活性は部分的に回復した。一方、PTP1BをH2O2処理してパースルフィド処置しても酵素活性は低下したままだった。さらに、A431細胞を用いて検討した結果、H2O2処理しなくても複数のタンパク質がSSOH基やSSOnH基に酸化されており、PTP1Bもそのひとつであることが示唆された。以上より、PTP1Bのような反応性の高いシステイン残基を有するタンパク質は細胞内でSSOH基やSSOnH基のような状態で制御されており、チオレドキシンとその関連タンパク質で可逆性が担保されている可能性が考えられた。また、パースルフィドと電子受容体との1電子酸化還元反応を介したレドックス反応を調べた。ESRでの検討により、高い1電子還元ポテンシャル値を有する9.10-フェナントラキノン（9,10-PQ）はNa2S2との反応において、分子状酸素消費の消費に伴い、前者は9,10-PQセミキノンラジカル体および後者はパースルフィドラジカル体にそれぞれ変換された。生じたパースルフィドラジカル体は好気的条件下でも安定であった。同様の知見はビタミンK3やピロロキノリンだけでなく、ユビキノンのような内因性キノン系化合物でも認められた。一連の結果は、種々のキノン由来電子受容体とパースルフィドは1電子酸化還元反応に起因するレドックスカップルを生じることを示唆している。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(18 results)
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[Journal Article] The Uptake and Release of Polysulfur Cysteine Species by Cells: Physiological and Toxicological Implications.2019
Author(s)
Lin J, Akiyama M, Bica I, Long FT, Henderson CF, Goddu RN, Suarez V, Baker B, Ida T, Shinkai Y, Nagy P, Akaike T, Fukuto JM, Kumagai Y.
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Journal Title
Chem Res Toxicol
Volume: 32
Issue: 3
Pages: 447-455
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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