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2013 Fiscal Year Annual Research Report

エンドトキシンショックにおける新規環状ヌクレオチド : ニトロcGMPのシグナル制御

Research Project

Project/Area Number 11F01105
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

赤池 孝章  東北大学, 大学院医学系研究科, 教授

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) AHMED K.a.  東北大学, 大学院医学系研究科, 外国人特別研究員
Keywords敗血症 / シグナル伝達 / 活性酸素 / 一酸化窒素 / プロテオミクス
Research Abstract

敗血症における重篤な臨床症状として、遷延性の血圧低下とそれにともなう多臓器不全がある。しかしながら、このような症状の進展の詳細な分子機構はいまだ十分には分かっていない。8-Nitroguanosine3', 5'-cyclic monophosphate (8-nitro-cGMP)は炎症反応にともなって生成し、親電子性を有するユニークな環状ヌクレオチドで、タンパク質のシステイン残基にcGMPを付加するタンパク質S-グアニル化という翻訳後修飾をもたらす。cGMP依存性プロテインキナーゼ(プロテインキナーゼG ; PKG)は、平滑筋の弛緩を制御するリン酸化酵素である。本研究では、PKGに対するS-グアニル化反応と、それによる酵素活性の制御機構、さらには血管弛緩反応を解析した。精製酵素標品を用いてキナーゼ活性を検討したところ、8-nitro-cGMPはPKGを強力に、かつ不可逆的に活性化した。また、organ bathによる検討から、8-nitro-cGMP処理はマウス大動脈を、不可逆的にフェニレフリンに対する血管収縮反応を減弱させた。質量分析による結果から、8-nitro-cGMPはPKGの42番目ならびにcGMP結合ドメインに存在する195番目のシステイン残基をS-グアニル化していた。PKGのS-グアニル化は、リボ多糖を投与したマウスの心臓において顕著に増加していた。以上の結果より、敗血症における8-nitro-cGMPの生成は、PKGの活性化ドメインである195番目システインのS-グアニル化を介して、PKGを遷延性かつ不可逆的に活性化し、敗血症においてみられる血圧低下に関わる可能性が示唆された。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

  • Research Products

    (33 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (21 results) (of which Peer Reviewed: 14 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 11 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Reactive cysteine persulfides and S-polythiolation regulate oxidative stress and redox signaling.2014

    • Author(s)
      Ida T, Sawa T, Ihara H, Tsucr iya Y, Watanabe Y, Kumagai Y, Suematsu M, Motohashi H, Fujii S. Matsunaga T, Yamamoto M, Ono K, Devarie-Baez N O, Xian M, Fukuto J M, Akaike T.
    • Journal Title

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      Volume: (印刷中)

    • DOI

      10.1073/pnas.1321232111.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Promotion of atherosclerosis by Helicobacter cinaedi infection that involves macrophage-driven proinflammatory responses.2014

    • Author(s)
      Khan S, Rahman H N A, Okamoto T, Matsunaga T, Fujiwara Y, Sawa T, Yoshitake J, Ono K, Ahmed K A, Rahaman M d M, Oyama K, Takeya M, Ida T, Kitamura Y, Fujii S, Akaike T.
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: (印刷中)

    • DOI

      10.1038/srep04680.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] S-Guanylation proteomics for redox-based mitochondrial signaling.2014

    • Author(s)
      Rahaman MM, Sawa T, Ahtesh am AK, Khan S, Inoue H, Irie A. Fujii S, and Akaike T.
    • Journal Title

      Antioxid. Redox Signal.

      Volume: 20 Pages: 295-307

    • DOI

      10.1089/ars.2012.4606.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Redox signal regulation via nNOS phosphorylation at Ser847 in PC12 cells and rat cerebellar granule neurons.2014

    • Author(s)
      Kasamats S, Watanabe Y, Sawa T, Akaike T, Ihara H.
    • Journal Title

      Biochem. J.

      Volume: 459 Pages: 251-263

    • DOI

      10.1042/BJ20131262.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] SIRT7 controls hepatic lipid metabolism by regulating the ubiquitin-proteasome pathway.2014

    • Author(s)
      Yoshizawa T, Karim Md. F, Sato Y, Senokuchi T, Miyata K, Fukuda T, Go C, Tasaki M, Uchimura K, Kadomatsu T, Tian Z, Smolka C, Sawa T, Kakeya M, Tomizawa K, Ando Y, Araki E, Akaike T, Braun T, Oike Y, Bober E, Yamagata K.
    • Journal Title

      Cell Metab.

      Volume: 9 Pages: 712-721

    • DOI

      10.1016/j.cmet.2014.03.006.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Endogenous nitrated nucleotide is a key mediator of autophagy and innate defense against bacteria.2013

    • Author(s)
      Ito C, Saito Y, Nozawa T, Fujii S, Sawa T, Inoue H, Matsunaga T, Khan S, Akashi S, Hashimoto R, Aikawa C, Takahashi E, Sagara H, Komatsu M, Tanaka K, Akaike T, Nakagawa I, Arimoto H.
    • Journal Title

      Mol. Cell

      Volume: 52 Pages: 794-804

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2013.10.024.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Regulation of redox signaling by an electrophilic cyclic nucleotide.2013

    • Author(s)
      Akaike T, Nishida M and Fujii S.
    • Journal Title

      J. Biochem.

      Volume: 153 Pages: 131-138

    • DOI

      10.1093/jb/mvs145.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Redox signaling by 8-nitro-cyclic guanosine monophosphate : nitric oxide- and reactive oxygen species-derived electrophilic messenger2013

    • Author(s)
      Fujii S and Akaike T.
    • Journal Title

      Antioxid. Redox Signal.

      Volume: 19 Pages: 1236-1246

    • DOI

      10.1089/ars.2012.5067

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Formation, signaling functions, and metabolisms of nitrated cyclic nucleotide.2013

    • Author(s)
      Sawa T, Ihara H, Ida T, Fujii S, Nishida M and Akaike T.
    • Journal Title

      Nitric Oxide

      Volume: 34 Pages: 10-18

    • DOI

      10.1016/j.niox.2013.04.004.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Inhibition of H3K18 deacetylation of SIRT7 by Myb-binding protein la (Mybbpla)2013

    • Author(s)
      Karim Md F, Yoshizawa T, Sato Y, Sawa T, Tomizawa K, A kaike T and Yamagata K.
    • Journal Title

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      Volume: 441 Pages: 157-163

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2013.10.020.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fluorescent probes for live cell imaging of endogenous guanine nitration2013

    • Author(s)
      Saito Y, Ito C, Fujii S, Sawa T, Akaike T and Arimoto H.
    • Journal Title

      Chembiochem.

      Volume: 14 Pages: 1068-1071

    • DOI

      10.1002/cbic.201300129.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nitrated cyclic GMP modulates guard cell signaling in Arabidopsis2013

    • Author(s)
      Joudoi T, Hatakeyama T, Maeda T, Akaike T, Sawa T and Iwai S.
    • Journal Title

      Plant Cell

      Volume: 25 Pages: 558-571

    • DOI

      10.1105/tpc.112.105049.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] S-nitrosylated a-l-acid glycoprotein kills drug-resistant bacteria and aids survival in sepsis2013

    • Author(s)
      Watanabe K, Ishima Y, Akaike T, Sawa T, Kuroda T, Ogawa W, Watanabe H, Suenaga A, Kai T, Otagiri M, and Maruyama T.
    • Journal Title

      FASEB J

      Volume: 27 Pages: 391-398

    • DOI

      10.1096/fj.12-217794.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nitric oxide/soluble guanylyl cyclase signaling mediates depolarization-induced protection of rat mesencephalic dopaminergic neurons from MPP+ cytotoxicity2013

    • Author(s)
      Kurauchi Y, Hisatsune A, Isohama Y, Sawa T, Akaike T and Katsuki H.
    • Journal Title

      Neurosci.

      Volume: 231 Pages: 206-215

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2012.11.044.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] レドックスシグナル制御と酸化ストレスバイオマーカー2013

    • Author(s)
      赤池孝章、藤井重元
    • Journal Title

      精神科救急

      Volume: 16 Pages: 69-72

  • [Journal Article] 活性酸素シグナルの調節機構 ROS毒性説から脱却した新たな概念2013

    • Author(s)
      居原秀、井田智章、赤池孝章
    • Journal Title

      Fragrance Journal

      Volume: 41 Pages: 75-80

  • [Journal Article] 概論 : 活性酸素のシグナル伝達機能 その生理機能の再発見と酸化ストレス研究の新展開2013

    • Author(s)
      赤池孝章
    • Journal Title

      実験医学(増刊)

      Volume: 30 Pages: 22-29

  • [Journal Article] 細胞の酸化ストレスを量る 親電子化合物8-nitro-cGMPの定量を例に見つける、量る、可視化する! 質量分析実験ガイド2013

    • Author(s)
      澤 智裕、居原 秀、赤池孝章
    • Journal Title

      実験医学別冊

      Pages: 151-158

  • [Journal Article] NOシグナリング研究の最前線2013

    • Author(s)
      澤 智裕、赤池孝章
    • Journal Title

      Heart View

      Volume: 17 Pages: 88-92

  • [Journal Article] 活性酸素とガス状分子のシグナルネットワーク2013

    • Author(s)
      澤 智裕、赤池孝章
    • Journal Title

      医学のあゆみ

      Volume: 247 Pages: 776-780

  • [Journal Article] はじめに -活性酸素と分子状酸素のバイオセンサーと生体応答-2013

    • Author(s)
      赤池孝章、末松誠
    • Journal Title

      医学のあゆみ

      Volume: 247 Pages: 727

  • [Presentation] 酸化ストレス応答とポリチオールバイオロジー2014

    • Author(s)
      赤池孝章
    • Organizer
      日本農芸化学会2014年度大会
    • Place of Presentation
      明治大学生田キャンパス(神奈川県川崎市)
    • Year and Date
      20140327-30
    • Invited
  • [Presentation] Regulation of 8-nitro-cGMP electrophilic signal transduction2014

    • Author(s)
      Akaike T.
    • Organizer
      The Environmental Response IV
    • Place of Presentation
      東北大学片平さくらホール(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      20140228-0302
    • Invited
  • [Presentation] 酸化ストレスとオートファジー2014

    • Author(s)
      赤池孝章
    • Organizer
      大阪大学蛋白質研究所セミナー
    • Place of Presentation
      大阪大学蛋白質研究所(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      20140220-21
    • Invited
  • [Presentation] 環境応答とチオールバイオロジー2014

    • Author(s)
      赤池孝章
    • Organizer
      第30回高峰カンファレンス
    • Place of Presentation
      東京會館(東京都中央区)
    • Year and Date
      2014-03-07
    • Invited
  • [Presentation] 活性酸素シグナル制御とポリスルフィドミクス2013

    • Author(s)
      赤池孝章
    • Organizer
      第86回日本生化学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      20130911-13
    • Invited
  • [Presentation] 活性イオウ分子による活性酸素シグナル制御2013

    • Author(s)
      赤池孝章
    • Organizer
      第22回日本Cell Death学会学術集会
    • Place of Presentation
      京都大学医学部芝蘭会舘(京都府京都市)
    • Year and Date
      20130719-20
    • Invited
  • [Presentation] 喘息を含めた呼吸器疾患と酸化ストレス2013

    • Author(s)
      赤池孝章
    • Organizer
      第2回東北呼吸器疾患懇談会
    • Place of Presentation
      AER(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2013-09-28
    • Invited
  • [Presentation] 酸化ストレスの新しい制御因子 : 活性イオウ分子2013

    • Author(s)
      赤池孝章
    • Organizer
      第236回宮城県立がんセンターセミナー
    • Place of Presentation
      宮城県立がんセンター(宮城県名取市)
    • Year and Date
      2013-09-06
    • Invited
  • [Presentation] 活性酸素シグナル制御とポリサルファバイオロジー2013

    • Author(s)
      赤池孝章
    • Organizer
      東京理科大学セミナー
    • Place of Presentation
      東京理科大学生命医科学研究所(千葉県野田市)
    • Year and Date
      2013-08-09
    • Invited
  • [Presentation] 活性酸素シグナル制御とポリサルファバイオロジー2013

    • Author(s)
      赤池孝章
    • Organizer
      国立がんセンターセミナー
    • Place of Presentation
      国立がんセンター(千葉県柏市)
    • Year and Date
      2013-08-09
    • Invited
  • [Presentation] 活性酸素シグナルとオートファジー : 活性酸素によるユニークな感染防御機構2013

    • Author(s)
      赤池孝章
    • Organizer
      大阪大学微生物病研究所アドバンスセミナー
    • Place of Presentation
      大阪大学微生物病研究所(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2013-06-06
    • Invited
  • [Remarks] 東北大大学院医学系研究科環境保健医学分野

    • URL

      http://www.toxicosci.med.tohoku.ac.jp/index.html

URL: 

Published: 2015-06-25  

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