化学プローブを駆使した活性酸素シグナルの制御機構解明

• 研究領域: 活性酸素のシグナル伝達機能
• 研究課題/領域番号: 20117006
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 有本 博一 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (60262789)
• 研究期間 (年度): 2008-11-13 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 105,690千円 (直接経費: 81,300千円、間接経費: 24,390千円); 2012年度: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円); 2011年度: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円); 2010年度: 22,100千円 (直接経費: 17,000千円、間接経費: 5,100千円); 2009年度: 26,520千円 (直接経費: 20,400千円、間接経費: 6,120千円); 2008年度: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
• キーワード: 活性酸素 / 化学プローブ / 一酸化窒素 / ８－ニトロcGMP / オートファジー / ニトロcGMP / 内因性物質 / ケミカルバイオロジー / ニトロ化

研究概要

８－ニトロcGMPは、一酸化窒素と活性酸素に由来する新規メディエーターである。本研究課題では、この分子に着目して研究をおこなった。まず、同位体標識した８－ニトロcGMPを合成し、細胞に投与して代謝過程を調べた。その結果、まず８－アミノcGMPへの還元が起こり、LPS処理による炎症条件下では、一酸化窒素に依存して、さらにcGMPに変換されることが判明した。続いて、蛍光標識プローブを合成した。蛍光の細胞内局在情報に着想を得て、８－ニトロcGMPのオートファジー誘導能を明らかにした。A群連鎖球菌のオートファジーによる排除では、細菌表面に８－ニトロcGMPとの反応によるS-グアニル化修飾が見られた。

研究成果

• [雑誌論文] Endogenous nitrated nucleotide is a key mediator of autophagy and innate defense against bacteria. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ito C, Saito Y, Nozawa T, Fujii S, Sawa T, Inoue H, Matsunaga T, Khan S, Akashi S, Hashimoto R, Aikawa C, Takahashi E, Sagara H, Komatsu M, Tanaka K, Akaike T, Nakagawa I, Arimoto H.
  • 雑誌名: Mol. Cell 巻: 52 号: 6 ページ: 794-804
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2013.10.024
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fluorescent probes for live cell imaging of endogenous guanine nitration (2013)
  • 著者名/発表者名: Saito Y, Ito C, Fujii S, Sawa T, Akaike T and Arimoto H.
  • 雑誌名: Chembiochem. 巻: 14 号: 9 ページ: 1068-1071
  • DOI: 10.1002/cbic.201300129
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitric oxide promotes recycling of 8-nitro-cGMP, a cytoprotectivemediator, into intact cGMP in cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Yohei Saito, Tomohiro Sawa, Jun Yoshitake, Chiaki Ito, Shigemoto Fujii, Takaaki Akaike and Hirokazu Arimoto
  • 雑誌名: Moi BioSyst 巻: 8 号: 11 ページ: 2909-2915
  • DOI: 10.1039/c2mb25189b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of redox signaling involving chemical conjugation of protein thiols by nitric oxide and electrophiles (2010)
  • 著者名/発表者名: Sawa T, Arimoto H, and Akaike T
  • 雑誌名: Bioconjugate Chem 巻: 21 号: 7 ページ: 1121-1129
  • DOI: 10.1021/bc900396u
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of Redox Signaling Involving Chemical Conjugation of Protein Thiols by Nitric Oxide and Electrophiles (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Sawa, H.Arimoto, T.Akaike
  • 雑誌名: Bioconjugate Chem. 21巻 ページ: 1121-1129
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of Redox Signaling Involving Chemical Conjugation of Protein Thiols by Nitric Oxide and Electrophiles (2010)
  • 著者名/発表者名: 澤智裕, 有本博一, 赤池孝章
  • 雑誌名: Bioconjugate Chemistry 21(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] チオール基の修飾による活性酸素のセンサー機能制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 澤智裕、有本博一、赤池孝章
  • 雑誌名: 実験医学増刊:病態解明に迫る活性酸素シグナルと酸化ストレス ページ: 2341-2347
  • 査読あり
• [雑誌論文] チオール基の修飾による活性酸素のセンサー機能制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 澤智裕, 有本博一, 赤池孝章
  • 雑誌名: 実験医学増刊 27 ページ: 2341-2347
  • 査読あり
• [学会発表] Endogenous Nitrated Nucleotide Is a Key Mediator of Autophagy and Innate Defense against Bacteria (2014)
  • 著者名/発表者名: Arimoto, H
  • 学会等名: Gordon Research Conference : Autophagy in Stress Development & Disease
  • 発表場所: Lucca, Italy
  • 年月日: 2014-03-19
• [学会発表] 感染症の制御に向けた化学からのアプローチ (2012)
  • 著者名/発表者名: 有本博一
  • 学会等名: 中西シンポジウム2012
  • 発表場所: 慶応義塾大学 (横浜市)
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] 感染症の理解と制御のための化学的アプローチ (2011)
  • 著者名/発表者名: 有本博一
  • 学会等名: 第13回生命化学研究会
  • 発表場所: 仙台市ホテル佐勘
  • 年月日: 2011-01-08
• [学会発表] 感染症の理解と制御のための化学的アプローチ (2010)
  • 著者名/発表者名: 有本博一
  • 学会等名: 神奈川大学工学部学術フロンティアプロジェクト公開シンポジウム
  • 発表場所: 横浜市神奈川大学横浜キャンパス
  • 年月日: 2010-10-02
• [学会発表] Discovery and Functions of Novel cGMP derivative (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Arimoto
  • 学会等名: 東北大学GCOE サマースクール2010
  • 発表場所: 東北大学大学院理学研究科(基調講演)
  • 年月日: 2010-08-19
• [学会発表] Discovery and Functions of Novel cGMP derivative (2010)
  • 著者名/発表者名: 有本博一
  • 学会等名: 東北大学GCOEサマースクール2010
  • 発表場所: 仙台市東北大学理学部
  • 年月日: 2010-08-19
• [学会発表] 感染症の理解と制御のための化学的アプローチ (2010)
  • 著者名/発表者名: 有本博一
  • 学会等名: 第22回万有札幌シンポジウム
  • 発表場所: 札幌市さっぽろ芸術文化の館
  • 年月日: 2010-07-03
• [学会発表] 感染症の理解と制御のための化学的アプローチ (2010)
  • 著者名/発表者名: 有本博一
  • 学会等名: 第22回万有札幌シンポジウム
  • 発表場所: さっぽろ芸術文化の館(招待講演)
  • 年月日: 2010-07-03
• [学会発表] Chemical studies on protein modifications by nitronucleotides (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Arimoto
  • 学会等名: The 6th International Conference on the Biology, Chemistry, and Therapeutic Applications of Nitric Oxide
  • 年月日: 2010-06-15
• [学会発表] ニトロ化ヌクレオチドのケミカルバイオロジー (2010)
  • 著者名/発表者名: 有本博一
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 近畿大学本部キャンパス(特別講演)
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] ニトロ化ヌクレオチドのケミカルバイオロジー (2010)
  • 著者名/発表者名: 有本博一
  • 学会等名: 日本化学会 第90春季年会
  • 発表場所: 近畿大学 本部キャンパス(大阪府東大阪市)
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] 化学プローブを用いた内因性ニトロ化ヌクレオチドの代謝研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 斎藤洋平・伊藤千秋・澤智裕・赤池孝章・有本博一
  • 学会等名: 日本化学会 第90春季年会
  • 発表場所: 近畿大学 本部キャンパス(大阪府東大阪市)
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] Chemical probes for elucidation of metabolism of nitrated nucleotides (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Saito, C.Ito, T.Sawa, T.Akaike, H.Arimoto
  • 学会等名: Tetrahedron Symposium 2010
  • 発表場所: 中華人民共和国北京大学
• [学会発表] 内因性ニトロ化核酸の研究(5) (2009)
  • 著者名/発表者名: 斎藤洋平・藤井重元・澤智裕・赤池孝章・有本博一
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会
  • 発表場所: 日本大学理工学部
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 内因性ニトロ化核酸の研究(6) (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤千秋・斎藤洋平・岡本竜哉・澤智裕・赤池孝章・有本博一
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会
  • 発表場所: 日本大学理工学部
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 内因性ニトロ化核酸の研究(7) (2009)
  • 著者名/発表者名: 田野井隆・木田恵里子・斎藤洋平・澤智裕・赤池孝章・有本博一
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会
  • 発表場所: 日本大学理工学部
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] Chemical Approaches for Understanding and Controlling Infectious Diseases
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Arimoto
  • 学会等名: The Uehara Memorial Foundation Synposium-2011: Chembiomolecular Science: at the Frontier of Chemistry and Biology
  • 発表場所: ハイアットリージェンシー東京
  • 招待講演
• [学会発表] 化学プローブを駆使したニトロ化ヌクレオチドの動態解明
  • 著者名/発表者名: 有本博一
  • 学会等名: 第84回 日本生化学会大会 シンポジウム「活性酸素種の可視化と情報伝達系解明への応用」
  • 発表場所: 京都国際会館
  • 招待講演
• [学会発表] 感染症の制御に向けた化学からのアプローチ
  • 著者名/発表者名: 有本博一
  • 学会等名: 中西シンポジウム2012
  • 発表場所: 慶応義塾大学
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: http://www.agri.tohoku.ac.jp/bunseki/ArimotoGroup.html
• [備考] ① Molecular Cell(論文掲載誌)2013年12月26日号「8-Nitro-cGMP -A New Player in Antibacterial Autophagy」 報道等(計5件)
• [備考] ②科学新聞 2013年12月6日 「細菌を細胞から排除:東北大など「鍵分子」発見」 報道等(計5件)
• [備考] ③朝日新聞 2013年12月5日朝刊「細胞内で異物につく分子 東北大・東京医科歯科大が発見」 報道等(計5件)
• [備考] ④ 毎日新聞 2013年11月28日朝刊「細胞の細菌排除メカニズムを解明」 報道等(計5件)
• [備考] ⑤ 河北新報 2013年11月22日朝刊「細胞侵入細菌に結合 目印役の分子発見」 報道等(計5件)
• [備考] 細胞から細菌を排除するための鍵分子を発見
  • URL: http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2013/11/press20131115-01.html
• [産業財産権] 抗8-ニトロサイクリックグアノシン3',5'-一リン酸抗体 (2011)
  • 発明者名: 赤池孝章、有本博一、芥 照夫、佐々本一美
  • 権利者名: 国立大学法人 熊本大学 、国立大学法人名古屋大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2011-11-11