Development of analysis methods for S-polythiolated proteins : Fundamental studies toward S-polythiolated proteomics

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H02082
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 37030:Chemical biology-related
• Research Institution: Osaka Metropolitan University (2022-2023); Osaka Prefecture University (2021)
• Principal Investigator: Ihara Hideshi 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (60254447)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 活性イオウ分子 / LC-MS/MS

Outline of Final Research Achievements

To date, no method has been established for the analysis of reactive sulfuration (polysulfidation) of proteins. The aim of this study was to establish a method for analyzing polysulfidated proteins using LC-MS/MS.
We developed a method to analyze oxidized polysulfide structures in proteins using LC-MS/MS, which has been difficult to analyze so far, and showed that E. coli YgaV, a bacterial hydrogen sulfide sensor protein, forms intramolecular tetrasulfide structures in a hydrogen sulfide-dependent manner.
We also analyzed the intracellular reduced polysulfide sites of Keap1,an oxidative stress sensor protein, using LC-MS/MS and successfully detected 19 polysulfidated cysteine residues of 25 residues.

Free Research Field

レドックスバイオロジー

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

応募者らにより、すべてのシステイン含有タンパク質は活性イオウ化されていることが明らかにされたが、タンパク質中の活性イオウの存在様式、つまり「どのタンパク質の、どのシステインが、どのように活性イオウ化（還元型、酸化型、イオウの数）されているのか」は不明であった。
本研究により、活性イオウ化タンパク質の解析が可能となり、そこから得られる新たな知見が、タンパク質の機能制御、立体構造形成メカニズム解明の手掛かりとなり、タンパク質科学の新展開につながると期待される。
また本研究成果は、基礎生物学のみならず、医薬、薬学、農学、工学分野においても新領域を開拓するための礎になることが期待される。