Physiological roles of serotonin as a biological reductant

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K06989
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 47020:Pharmaceutical analytical chemistry and physicochemistry-related
• Research Institution: International University of Health and Welfare
• Principal Investigator: Miura Takashi 国際医療福祉大学, 薬学部, 教授 (30222318)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 金属タンパク質 / 銅 / 酸化還元 / 酸化ストレス / 神経変性疾患

Outline of Final Research Achievements

Serotonin and dopamine, which are monoamine neurotransmitters, have the risk of producing reactive oxygen species through redox reactions with copper. In this study, we found that the brain peptides endomorphin (EM1) and cholecystokinin (CCK8) may be involved in the regulation of redox between monoamine neurotransmitters and copper. These peptides have affinity for both copper ions, Cu(II) and Cu(I). Due to this unusual property for low-molecular-weight peptides, EM1 and CCK8 are thought to play a role in protecting the brain from oxidative stress by suppressing unnecessary redox between monoamine neurotransmitters and copper.

Free Research Field

生物物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

アルツハイマー病などの神経変性疾患における細胞死に酸化ストレスが関与することは多くの研究者により指摘されているが、そもそも正常な状態で脳が酸化ストレスからどのようにして守られているか、防御機構の詳細は不明であった。本研究は、オピオイドや神経伝達物質として脳内に広く分布するペプチドが銅結合能を持ち、酸化ストレスの発生源となり得る銅とモノアミン神経伝達物質の酸化還元の制御に寄与し得ることを初めて示した。
得られた成果は、銅の恒常性、脳内酸化ストレス防御系、さらには酸化ストレスに起因する多くの疾患の発症メカニズムを解明する上での重要な基礎となる。