Polysulfur metabolome and regulation of anti-oxidative stress responses

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Oxygen biology: a new criterion for integrated understanding of life
• Project/Area Number: 26111008
• 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: Tohoku University
• Principal Investigator: Akaike Takaaki 東北大学, 医学系研究科, 教授 (20231798)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡辺 泰男 昭和薬科大学, 薬学部, 教授 (10273228) ; 澤 智裕 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (30284756) ; 朽津 和幸 東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 教授 (50211884) ; 上原 孝 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (00261321) ; 井田 智章 東北大学, 医学系研究科, 助教 (70570406)
• Project Period (FY): 2014-07-10 – 2019-03-31
• Keywords: 活性酸素 / 代謝 / ケミカルバイオロジー / メタボローム / 抗酸化

Outline of Final Research Achievements

Polysulfides is reactive persulfide species which have extra sulfur atoms in cysteine thiol and cellular proteins contain polysulfides abundantly (protein polysulfuration). In this study, we investigated the translation-coupled mechanism of protein polysulfidation mediated by cysteinyl-tRNA synthetase (CARS) and its biological functions. CARSs from various biological species including bacteria and mammals are found to have cysteine persulfide-producing activity and to be critically involved in protein polysulfuration. Protein polysulfuration is suggested to play important roles in the regulation of cellular function such as mitochondrial morphogenesis.

Free Research Field

生化学・ケミカルバイオロジー

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、システインに過剰にイオウ原子が付加したシステインパースルフィドをはじめとする活性イオウ分子種が、生体内で様々なレベルで生成され、タンパク質機能制御やエネルギー産生に関与することが明らかとなった。本研究成果は、タンパク質科学、エネルギー代謝、細胞生物学、老・寿命と各種疾病の分子病態論など基礎生物学から医学・臨床科学に至る多彩な分野へ革新的な波及効果をもたらすことが期待される。