2017 Fiscal Year Research-status Report
タンパク質ポリスルフィドの生体内生成動態と構造・機能制御メカニズムの解明
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17K08619
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
井田 智章 東北大学, 医学系研究科, 助教 (70570406)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ポリスルフィド化タンパク質 / 活性イオウ分子 / 質量分析装置 / メタボローム / プロテオーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
システインやグルタチオンのチオール基に過剰にイオウ原子が付加(ポリスルフィド化)したシステインポリスルフィドなどの活性イオウ分子種が生体内において高いレベルで生成していることがわっかてきた。さらに、タンパク質のシステイン残基もポリスルフィド化していることがわかってきた。しかし、どのようなタンパク質のどのシステイン残基がどの程度、どのような構造でポリスルフィド化しているか不明である。そこで、本研究では、網羅的・特異的かつ定量的ポリスルフィド化タンパク質スクリーニングシステムを構築し、生体内ポリスルフィド化タンパク質生成動態を解析することで、ポリスルフィド化タンパク質の生合成・構造・機能制御機構を解明することを目指した。本年度は、活性イオウ分子種、さらにポリスルフィド化タンパク質を特異的・定量的・高感度に検出するシステムの構築に成功した。具体的には、iodoacetamide誘導体を用いた新規ポリスルフィド高感度定量解析システムの構築に成功した。この解析システムにより、反応性が高く、不安定なポリスルフィド構造を安定化し、質量分析装置を用いて特異的・高感度に検出することが可能となった。さらに、安定同位体希釈法を組み合わせることで、定量的な解析が可能となった。また、ポリスルフィド化タンパク質を簡便に検出することができるポリスルフィド化タンパク質スクリーニング法、さらにポリスルフィド化タンパク質を特異的に同定するキャプチャーシステムの構築に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究実施計画に基づき、当初予定していたiodoacetamide誘導体を用いた新規ポリスルフィド高感度定量解析システム、ポリスルフィド化タンパク質スクリーニング法、さらにポリスルフィド化タンパク質キャプチャーシステムの構築に成功した。この検出・同定システムの構築により、生体内活性イオウ分子種やポリスルフィド化タンパク質の生成動態解析が可能となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究実施計画に基づき、予定していたように平成２９年度に構築した質量分析装置を用いた特異的・高感度システイパースルフィド解析システムを発展・応用し、タンパク質に含まれるシステイン残基のポリスルフィド化レベルを定量的に解析するシステムを構築する。さらに、この解析システムとポリスルフィド化タンパク質スクリーニング法、ポリスルフィド化タンパク質キャプチャーシステムを組合わせて、各種組換えタンパク質や培養細胞ライセートに含まれるポリスルフィド化タンパク質生成動態を解析する。これらの解析によりポリスルフィド化タンパク質の生合成・構造・機能制御機構の解明を目指す。
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| Causes of Carryover |
（理由）本年度は、実験に使用する試薬、消耗品などの物品費が当初の予定よりも少ない額で目標を達成することができたため。
（使用計画）各種組換えタンパク質や培養細胞ライセートに含まれるポリスルフィド化タンパク質生成動態や構造・機能制御メカニズムを明らかにする為の実験に関する試薬や消耗品などの物品費に使用する。また、研究成果を論文にまとめ投稿する為の英文校正や論文投稿費として使用する。
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[Journal Article] Cysteinyl-tRNA synthetase governs cysteine polysulfidation and mitochondrial bioenergetics2017
Author(s)
Akaike T, Ida T, Wei Fan-Yan, Nishida M, Kumagai Y, Alam Md. Morshedul, Ihara H, Sawa T, Matsunaga T, Kasamatsu S, Nishimura A, Morita M, Tomizawa K, Nishimura A, Watanabe S, Inaba K, Shima H, Tanuma N, Jung Minkyung, Fujii S, Watanabe Y, Ohmuraya M, Nagy P, Feelisch M, Fukuto JM, Motohashi H
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Journal Title
Nature communications
Volume: 8
Pages: 1177
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] 8-Nitro-cGMP promotes bone growth through expansion of growth plate cartilage2017
Author(s)
Hoshino M, Kaneko K, Miyamoto Y, Yoshimura K, Suzuki D, Akaike T, Sawa T, Ida T, Fujii S, Ihara H, Tanaka J, Tsukuura R, Chikazu D, Mishima K, Baba K Kamijo R
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Journal Title
Free Radic Biol Med.
Volume: 110
Pages: 63-71
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Exposure to electrophiles impairs reactive persulfide-dependent redox signaling in neuronal cells2017
Author(s)
Ihara H, Kasamatsu S, Kitamura A, Nishimura A, Tsutsuki H, Ida T, Ishizaki K, Toyama T, Yoshida E, Abdul Hamid H, Jung M, Matsunaga T, Fujii S, Sawa T, Nishida M, Kumagai Y, Akaike T
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Journal Title
Chemical research in toxicology
Volume: 30
Pages: 1673-1684
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Production of reactive persulfide species in chronic obstructive pulmonary disease2017
Author(s)
Numakura T, Sugiura H, Akaike T, Ida T, Fujii S, Koarai A, Yamada M, Onodera K, Hashimoto Y, Tanaka R, Sato K, Shishikura Y, Hirano T, Yanagisawa S, Fujino N, Okazaki T, Tamada T, Hoshikawa Y, Okada Y, Ichinose M
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Journal Title
Thorax
Volume: 72
Pages: 1074-1083
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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