2023 Fiscal Year Annual Research Report
NADPH oxidase mediates supersulfide activation and regulates infection and inflammatory responses
| Project Area | Life Science Innovation Driven by Supersulfide Biology |
|---|
| Project/Area Number |
21H05267
|
|---|
| Research Institution | Kumamoto University |
|---|
Principal Investigator |
澤 智裕 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (30284756)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
住本 英樹 九州大学, 先端医療オープンイノベーションセンター, 特任教授 (30179303)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2026-03-31
|
| Keywords | 超硫黄 / NADPHオキシダーゼ / NO合成酵素 / カテネーション |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
NADPHオキシダーゼ (Nox) はこれまで、Noxは酸素分子に電子を渡すことで、スーパーオキシド等を生成するとされてきた。しかし、最近、Noxファミリー因子であるNox2とNox4がそれぞれ、極めて効率よく超硫黄分子に電子を渡して、硫黄側鎖が伸長した高反応性の超硫黄分子を産生することを示した。さらに、一酸化窒素合成酵素NOSも同様の活性を有することを見出した。本課題では、NoxとNOSがともにNADPH依存的に超硫黄分子を活性化する可能性を検討し、これらの酵素を、硫黄の酸化還元酵素という機能特性に基づき、NADPH:Sulfur Oxidoreductase (NSOR)として再定義する。さらに、活性酸素や一酸化窒素と超硫黄分子による抗菌・抗炎症制御のクロストークを明らかにして、NSOR活性に基づき抗菌・抗炎症を誘導するという新たな発想に立脚した超硫黄分子創薬を目指す。本年度は、細胞内で超硫黄分子が活性化される場所、つまり細胞内のどこにNoxが局在化されるか、という点を解析した。Noxファミリー（ヒトではNox1からNox5およびDuox1とDuox2の7メンバー）は膜貫通型の酵素であるが、本研究により、上皮細胞ではそれぞれが異なる膜に局在することを示した。また本研究で、Nox1/2をapical膜に局在化させる分子機構について解析し、その局在化にはアダプタータンパク質GRAF3が必要であることを明らかにした。Trans-Golgi network （TGN）からrecycling endosomeを経てapical膜に輸送される過程にGRAF3が関与する（GRAF3のそのような役割は今まで全く知られていなかった）。さらにNoxタンパク質の安定化についても解析し、低酸素によってNox4の発現量が増加することを明らかにした。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
これまで明らかではなかったNoxの細胞内局在についてそれらを制御する機構を含めて明らかにすることができた。これは本研究の目的である超硫黄のリモデリングにも大きく関わる可能性があり、今後の研究の方向性にも大きく寄与すると考えられるため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、昨年度に調製が完了した肺炎球菌由来Noxについて機能解析をすすめる。現在まで予備的な検討で、得られた肺炎球菌由来NoxがNADPHを酸化すること、さらにこの反応にGSSSGを基質として用いることを確認している。今年度はさらに、この反応物における超硫黄メタボロミクスを行い、酵素反応の詳細を解析する。さらにその大腸菌の酸化ストレス抵抗性を解析する。
|
