2010 Fiscal Year Annual Research Report
酵母のプロリン代謝中間体アセチル化酵素Mpr1による抗酸化機構の解明とその応用
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22380061
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
高木 博史 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (50275088)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 信行 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (10273848)
大津 厳生 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (60395655)
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| Keywords | 酵母 / アセチル化酵素 / 酸化ストレス / 活性酸素種 / アミノ酸代謝 |
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| Research Abstract |
Mpr1は高温や過酸化水素処理などの酸化ストレスで誘導され、プロリン代謝中間体(P5C/GSA)をアセチル化し、アルギニン(Arg)および一酸化窒素(NO)の合成を促進することで、酵母に酸化ストレス耐性を付与すると考えられている。今年度は、Mpr1を介した抗酸化機構、特にNOの生成機構の解明を目的に研究を実施した。
高温処理後の野生株ではNOが検出されたが、Mpr1破壊株では観察されなかった。一方、Argの添加ではMpr1破壊株も細胞内にNOが生成した。また、哺乳類NO合成酵素(NOS)の阻害剤(NAME)で野生株を前処理すると、Arg添加や高温処理後もNOは検出されなかった。一方、Mpr1破壊株をNAMEで前処理すると、Argを添加しても高温処理後の生存率は回復しなかったが、非酵素的NOドナー(SNAP)を添加することで生存率は上昇した。これらの結果は、ArgからNOS活性依存的に発生するNOがストレス耐性に寄与することを示している。そこで、酵母のNOS様タンパク質を哺乳類NOSに存在するoxidoreductaseドメインを指標に生化学的手法で探索し、NOS様タンパク質をコードする遺伝子の候補としてTAH18を同定した。さらに、細胞内でのTah18依存的なNOS活性と高温処理下におけるNO生成の関連性を検討した。酸化ストレス下でのTAH18の転写レベルを調べたところ、高温および過酸化水素によってTAH18は誘導された。また、TAH18の発現を止めると、高温処理下でもNO含量が増加せず、NO生成能が消失した。生存率も野生株に比べて著しく低下したが、SNAP処理により生存率は野生株並みに回復した。以上の結果から、酵母において高温処理で誘導されるNO生成がTah18のNOS活性に依存し、細胞の酸化ストレス耐性に関与することが示された。
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