活性酸素シグナル伝達を制御するCーS切断酵素

• Project Area: Signaling functions of reactive oxygen species
• Project/Area Number: 21117504
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: University 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: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000); Fiscal Year 2010: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2009: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
• Keywords: 親電子物質 / シグナル伝達 / 翻訳後修飾 / 酸化ストレス

Research Abstract

前年度の成果より、解糖系の中心的役割を演じているグリセルアルデヒド-3-リン酸脱水素酵素(GAPDH)が1,2-NQによりCys152を介して化学修飾(S-アリル化)を受けても、細胞内グルタチオン(GSH)を利用してS-トランスアリル化による自身から1,2-NQをGSHに転移させることを見出した。本年度は、GAPDHが細胞内の親電子修飾を制御している可能性について検討した。
複数のGAPDH siRNAをA549細胞にトランスフェクトして、1,2-NQ曝露による細胞内タンパク質の化学修飾の変動を調べた。その結果、用いた4種類のsiRNAはGAPDHを効率よくノックダウンしたが、1種類のsiRNAを除いて1,2-NQによるタンパク質のS-アリル化は変動しなかった。我々は別の研究より、GAPDHと同様にGSH依存的なS-トランスアリル化を触媒するタンパク質として、ユビキチンC末端加水分解酵素Ubiquitin carboxyterminalhydrolase L1 (UCH-L1)を同定した。そこで、UCH-L1のRNA干渉による1,2-NQで見られる細胞内タンパク質のS-アリル化の変化を調べた。その結果、用いた3種類のUCH-L1 siRNA全てにおいて、1,2-NQによるタンパク質の化学修飾は増加した。以上より、UCH-L1は自身の親電子修飾をS-トランスアリル化を介して解除しているだけでなく、細胞内親電子修飾も制御するタンパク質であることが示唆された。UCH-L1の親電子修飾制御能に関して、1)モノユビキチンプールの維持による親電子修飾タンパク質の分解、2)ユビキチン-GSHのプロセッシングによる細胞内GSH量の保持が考えられるので、現在検討中である。

Research Products

• [Journal Article] Initial response and cellular protection through the Keap1/Nrf2 system during exposure of primary mouse hepatocytes to 1,2-naphthoquinone. (2011)
  • Author(s): Miura T
  • Journal Title: Chemical Research in Toxicology Volume: (掲載確定印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 1,2-Naphthoquinone suppresses lipopolysaccharide-dependent activation of IKKb/NF-kB/NO signaling : an alternative mechanism for the disturbance of inducible NO synthase-catalyzed NO formation. (2010)
  • Author(s): Sumi D
  • Journal Title: Journal of Toxicological Sciences Volume: 35 Pages: 891-898
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Immunochemical method to detect proteins that undergo selective modification by 1,2-naphthoquinone derived from naphthalene through metabolic activation. (2010)
  • Author(s): Miura T
  • Journal Title: Journal of Toxicological Sciences Volume: 35 Pages: 843-852
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Polycyclic aromatic hydrocarbon quinones as redox and electrophilic the micals contaminated in the atmosphere (2010)
  • Author(s): Kumagai Y
  • Journal Title: Journal of Health Sciences 55 Pages: 887-894
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 環境中親電子物質に対する生体応答およびリスク軽減戦略 (2011)
  • Author(s): 熊谷嘉人
  • Organizer: 第4回エコファーマシンポジウム2011年
  • Place of Presentation: 熊本市(熊本県)
  • Year and Date: 2011-02-08
• [Presentation] 8-Nitro-cGMPによるGAPDHの基質依存的な酸化的不活性化の促進 (2010)
  • Author(s): 小野勝彦、居原秀、三浦高、岩本典子、澤智裕、熊谷嘉人、赤池孝章
  • Organizer: 第83回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸市(兵庫県)
  • Year and Date: 2010-12-08
• [Presentation] 親電子物質とその制御に係わる細胞内システム (2010)
  • Author(s): 熊谷嘉人
  • Organizer: 第27回臨床フリーラジカル会議
  • Place of Presentation: 亀岡市(京都府)
  • Year and Date: 2010-12-04
• [Presentation] S-トランスアルキル化を介した親電子修飾の自己制御タンパク質の同定 (2010)
  • Author(s): 矢澤亜季、岩本典子、安孫子ユミ、浅井聡、三浦高、新開泰弘、熊谷嘉人
  • Organizer: 衛生薬学・環境トキシコロジー
  • Place of Presentation: 品川区(東京都)
  • Year and Date: 2010-09-09
• [Presentation] 生体内親電子性代謝物ニトロ化オレイン酸はPTP1Bの活性を阻害しEGFRシグナル伝達経路を活性化する (2010)
  • Author(s): 岩本典子、Bruce A Freeman、熊谷嘉人
  • Organizer: 衛生薬学・環境トキシコロジー
  • Place of Presentation: 品川区(東京都)
  • Year and Date: 2010-09-09
• [Presentation] 親電子修飾の自己制御能を有する解糖系酵素としてのグリセルアルデヒド3-リン酸脱水素酵素 (2010)
  • Author(s): 三浦高、岩本典子、新開泰弘、熊谷嘉人
  • Organizer: 衛生薬学・環境トキシコロジー
  • Place of Presentation: 品川区(東京都)
  • Year and Date: 2010-09-09
• [Presentation] Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenaseの基質依存的な酸化的不活性化 (2010)
  • Author(s): 小野勝彦、居原秀、三浦高、岩本典子、熊谷嘉人、澤智裕、赤池孝章
  • Organizer: 第63回日本酸化ストレス学会学術集会
  • Place of Presentation: 横浜市(神奈川県)
  • Year and Date: 2010-06-24
• [Presentation] Activation of EGFR coupled to reduction of PTP1B activity by nitratedoleic acid : an electrophile signaling. (2010)
  • Author(s): Iwamoto N, Akaike T, BA Freeman, Kumagai Y
  • Organizer: The 6th International Conference on the Biology, Chemistry, and Therapeutic Applications of Nitric Oxide
  • Place of Presentation: 京都市(京都府)
  • Year and Date: 2010-06-14
• [Presentation] 環境化学物質によるシステイン残基を介したタンパク質の翻訳後修飾 (2010)
  • Author(s): 熊谷嘉人
  • Organizer: 日本衛生学会総会シンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台市(宮城県)
  • Year and Date: 2010-05-09
• [Presentation] 親電子物質による翻訳後修飾とそれを制御する因子 (2009)
  • Author(s): 熊谷嘉人
  • Organizer: 大阪大学蛋白質研究所セミナー「活性酸素のシグナル伝達」
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2009-11-27
• [Presentation] 大気中親電子物質によるレドックスセンサーの翻訳後修飾 (2009)
  • Author(s): 熊谷嘉人
  • Organizer: 衛生薬学・環境トキシコロジー
  • Place of Presentation: 沖縄
  • Year and Date: 2009-11-06
• [Presentation] 親電子物質による翻訳後修飾:親電子シグナルとその制御系 (2009)
  • Author(s): 熊谷嘉人
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2009-10-23
• [Presentation] 細胞内S-グアニル化蛋白質の同定と蛋白質S-グアニル化の生理機能の解明 (2009)
  • Author(s): 藤井重元
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2009-10-23
• [Presentation] Cellular proteins regulating electrophile signaling (2009)
  • Author(s): 熊谷嘉人
  • Organizer: FRR International Free Radical School in Japan
  • Place of Presentation: 新潟
  • Year and Date: 2009-09-03
• [Book] 改定版分子予防環境医学 (2010)
  • Author(s): 熊谷嘉人
  • Publisher: 本の泉社
• [Book] 実験医学増刊号.親電子シグナル伝達 (2009)
  • Author(s): 熊谷嘉人
  • Publisher: 羊土社
• [Remarks]
  • URL: http://www.md.tsukuba.ac.jp/environmental_medicine/main/toppage.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.md.tsukuba.ac.jp/environmental_medicine/main/toppage.html