Development of reactive sulfurized imidazole - metabolomics; New phases in Redox Biology.

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21256
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 37:Biomolecular chemistry and related fields
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: Ihara Hideshi 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60254447)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2022-03-31
• Keywords: イミダゾールジペプチド / 活性イオウ / 活性イオウ化イミダゾール

Outline of Final Research Achievements

In vitro reaction of reactive sulfur species, thiol-compounds, and carnosine produced a variety of sulfur-containing carnosine derivatives. LC-MS/MS analysis identified novel 2-cysteinyl-carnosine [CysS-Car], 2-cysteinyl-carnosine parsulfide [CysSS-Car] and 2-glutathionyl-carnosine [GS-Car] in rat brain. GS-Car was 1/1000 of the precursor carnosine and 10 times more abundant than the oxidized form, 2-oxocarnosine, and decreased with aging. Furthermore, the antioxidant activities of CysS-Car, CysSS-Car, and GS-Car were 100-fold higher than that of the precursor carnosine.

Free Research Field

レドックスバイオロジー

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生体内には様々な代謝物が存在しているが、すべてが同定されているわけではない。レドックス活性を持つ代謝物は、不安定なため解析が困難で、生体内での存在様式、動態など不明な点が多い。しかし、レドックス代謝物は、近年急速に進歩しつつあるレドックスバイオロジー分野において新たな知見を提供し、生物学の発展に大きく貢献するブレークスルーになると期待されている。本研究では、従来から生理活性が注目されている「イオウ」と「イミダゾール化合物」に着目し、レドックス活性を持つ新規の抗酸化物質を同定している。この発見は、動物の酸化ストレス耐性メカニズムの解明につながり、人類の健康増進、疾病予防に貢献すると期待される。