細菌における活性イオウ分子の代謝機構とその抗菌剤感受性制御の分子基盤

• 研究課題/領域番号: 15H03115
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物分子化学
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 澤 智裕 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (30284756)
• 研究分担者: 赤池 孝章 東北大学, 医学系研究科, 教授 (20231798) ; 居原 秀 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60254447)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2016年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2015年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
• キーワード: 生体機能物質 / 活性イオウ分子 / 酸化ストレス / 抗生物質 / 薬剤耐性 / 活性イオウ / 細菌 / 活性酸素 / パースルフィド / グラム陰性菌

研究成果の概要

システインパースルフィドは、システインのチオール側鎖に、さらに過剰なイオウ原子が付加したアミノ酸誘導体である。本研究では、これまでほとんどわかっていなかった細菌でのパースルフィド分子の生成動態の解明を目指した。その結果、調べたすべてのグラム陰性菌において、システインパースルフィド、グルタチオンパースルフィドが内因性に生成していること、さらに細菌のパースルフィドが活性酸素に対して防御的に作用していることが示唆された。以上の結果より、パースルフィドは細菌の酸化ストレス抵抗性に大きく寄与しており、パースルフィド生成機構は抗菌治療の新しい標的となりうることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] A Simple PLGA-AgNPL Film for Antibiofilm Formation by Contact Bactericidal Activity (2018)
  • 著者名/発表者名: Kyaw Kaung、Motoyama Nana、Ichimaru Hiroaki、Harada Ayaka、Morimura Shigeru、Ono Katsuhiko、Tsutsuki Hiroyasu、Sawa Tomohiro、Miyazawa Yuta、Mizoguchi Daigou、Niidome Takuro
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 47 号: 3 ページ: 308-310
  • DOI: 10.1246/cl.171022
  • NAID: 130006434041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of nitric oxide/reactive oxygen species signaling via 8-nitro-cGMP formation in 1-methyl-4-phenylpyridinium ion-induced neurotoxicity in PC12 cells and rat cerebellar granule neurons (2018)
  • 著者名/発表者名: Masuda Kumiko、Tsutsuki Hiroyasu、Kasamatsu Shingo、Ida Tomoaki、Takata Tsuyoshi、Sugiura Kikuya、Nishida Motohiro、Watanabe Yasuo、Sawa Tomohiro、Akaike Takaaki、Ihara Hideshi
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 495 号: 3 ページ: 2165-2170
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.12.088
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cysteinyl-tRNA synthetase governs cysteine polysulfidation and mitochondrial bioenergetics (2017)
  • 著者名/発表者名: Akaike Takaaki、、、Nishida Motohiro（4）、、、、、、Fujii Shigemoto（20）、、、Motohashi Hozumi（26）
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 8 号: 1 ページ: 1177-1177
  • DOI: 10.1038/s41467-017-01311-y
  • NAID: 120007134656
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 8-Nitro-cGMP promotes bone growth through expansion of growth plate cartilage (2017)
  • 著者名/発表者名: Hoshino Marie、Kaneko Kotaro、Miyamoto Yoichi、Yoshimura Kentaro、Suzuki Dai、Akaike Takaaki、Sawa Tomohiro、Ida Tomoaki、Fujii Shigemoto、Ihara Hideshi、Tanaka Junichi、Tsukuura Risa、Chikazu Daichi、Mishima Kenji、Baba Kazuyoshi、Kamijo Ryutaro
  • 雑誌名: Free Radic Biol Med 巻: 110 ページ: 63-71
  • DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2017.05.022
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Exposure to Electrophiles Impairs Reactive Persulfide-Dependent Redox Signaling in Neuronal Cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Ihara Hideshi、Kasamatsu Shingo、Kitamura Atsushi、Nishimura Akira、Tsutsuki Hiroyasu、Ida Tomoaki、Ishizaki Kento、Toyama Takashi、Yoshida Eiko、Abdul Hamid Hisyam、Jung Minkyung、Matsunaga Tetsuro、Fujii Shigemoto、Sawa Tomohiro、Nishida Motohiro、Kumagai Yoshito、Akaike Takaaki
  • 雑誌名: Chem. Res. Toxicol 巻: 30 号: 9 ページ: 1673-1684
  • DOI: 10.1021/acs.chemrestox.7b00120
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Reactive sulfur species regulate tRNA methylthiolation and contribute to insulin secretion. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahashi N, Wei FY, Watanabe S, Hirayama M, Ohuchi Y, Fujimura A, Kaitsuka T, Ishii I, Sawa T, Nakayama H, Akaike T, Tomizawa K.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 45 号: 1 ページ: 435-445
  • DOI: 10.1093/nar/gkw745
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Quantitative determination of polysulfide in albumins, plasma proteins and biological fluid samples using a novel combined assays approach (2017)
  • 著者名/発表者名: keda, M. Ishima, Y. Shibata, A. Chuang, V. T. G. Sawa, T. Ihara, H. Watanabe, H. Xian, M. Ouchi, Y. Shimizu, T. Ando, H. Ukawa, M. Ishida, T. Akaike, T. Otagiri, M. Maruyama, T.
  • 雑誌名: Analytica Chimica Acta 巻: 969 ページ: 18-25
  • DOI: 10.1016/j.aca.2017.03.027
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Synthesis of L-cysteine derivatives containing stable sulfur isotopes and application of this synthesis to reactive sulfur metabolome (2017)
  • 著者名/発表者名: Ono K, Jung M, Zhang T, Tsutsuki H, Sezaki H, Ihara H, Wei FY, Tomizawa K, Akaike T, Sawa T.
  • 雑誌名: Free Radic Biol Med 巻: 106 ページ: 69-79
  • DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2017.02.023
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis and Characterization of 8-Nitroguanosine 3′,5′-Cyclic Monophosphorothioate Rp-Isomer as a Potent Inhibitor of Protein Kinase G1α (2017)
  • 著者名/発表者名: Ahmed KA, Zhang T, Ono K, Tsutsuki H, Ida T, Akashi S, Miyata K, Oike Y, Akaike T, Sawa T.
  • 雑誌名: Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ＆ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ 巻: 40 号: 3 ページ: 365-374
  • DOI: 10.1248/bpb.b16-00880
  • NAID: 130005398514
  • ISSN: 0918-6158, 1347-5215
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Metabolomic profiling of reactive persulfides and polysulfides in the aqueous and vitreous humors. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kunikata H, Ida T, Sato K, Aizawa N, Sawa T, Tawarayama H, Murayama N, Fujii S, Akaike T, Nakazawa T.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 7 号: 1 ページ: 41984-41984
  • DOI: 10.1038/srep41984
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Silver nanoparticles as potential antibiofilm agents against human pathogenic bacteria (2017)
  • 著者名/発表者名: Kyaw K, Harada A, Ichimaru H, Kawagoe T, Yahiro K, Morimura S, Ono K, Tsutsuki H, Sawa T, Niidome T.
  • 雑誌名: Chem Lett 巻: 46 号: 4 ページ: 594-596
  • DOI: 10.1246/cl.161198
  • NAID: 130005549076
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Superoxide generation from nNOS splice variants and its potential involvement in redox signal regulation (2017)
  • 著者名/発表者名: Ihara H, Kitamura A, Kasamatsu S, Ida T, Kakihana Y, Tsutsuki H, Sawa T, Watanabe Y, Akaike T.
  • 雑誌名: Biochem J 巻: 474 号: 7 ページ: 1149-1162
  • DOI: 10.1042/bcj20160999
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Protein polysulfidation-dependent persulfide dioxygenase activity of ethylmalonic encephalopathy protein 1 (2016)
  • 著者名/発表者名: Jung M, Kasamatsu S, Matsunaga T, Akashi S, Ono K, Nishimura A, Morita M, Abdul Hamid H, Fujii S, Kitamura H, Sawa T, Ida T, Motohashi H, Akaike T.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 480 号: 2 ページ: 180-186
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.10.022
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Endogenous occurrence of protein S-guanylation in Escherichia coli: target identification and genetic regulation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsutsuki, H., Jung, M., Zhang, T., Ono, K., Ida, T., Kunieda, K., Ihara, H., Akaike, T. and Sawa, T.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 478 号: 1 ページ: 7-11
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.07.110
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Persistent activation of cGMP-dependent protein kinase by a nitrated cyclic nucleotide via site specific protein S-guanylation (2016)
  • 著者名/発表者名: Akashi S, Ahmed KA, Sawa T, Ono K, Tsutsuki H, Burgoyne JR, Ida T, Horio E, Prysyazhna O, Oike Y, Rahaman MM, Eaton P, Fujii S, Akaike T.
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 55 号: 5 ページ: 751-761
  • DOI: 10.1021/acs.biochem.5b00774
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 8-Nitro-cGMP Enhances SNARE Complex Formation through S-Guanylation of Cys90 in SNAP25 (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Kunieda, H. Tsutsuki, T. Ida, Y. Kishimoto, S. Kasamatsu, T. Sawa, N. Goshima, M. Itakura, M. Takahashi, T. Akaike, H. Ihara
  • 雑誌名: ACS Chemical Neuroscience 巻: 6 号: 10 ページ: 1715-1725
  • DOI: 10.1021/acschemneuro.5b00196
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 8-Mercapto-cyclic GMP mediates hydrogen sulfide-induced stomatal closure in Arabidopsis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Honda K, Yamada N, Yoshida R, Ihara H, Sawa T, Akaike T, Iwai S.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 56 号: 8 ページ: 1481-1489
  • DOI: 10.1093/pcp/pcv069
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reactive sulfur species-mediated activation of the Keap1-Nrf2 pathway by 1,2-napthoquinone through sulfenic acids formation under oxidative stress. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shinkai Y, Abiko Y, Ida T, Miura T, Kakehashi H, Ishii I, Nishida M, Sawa T, Akaike T, Kumagai Y.
  • 雑誌名: Chem Res Toxicol. 巻: 印刷中 号: 5 ページ: 838-847
  • DOI: 10.1021/tx500416y
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 細菌の硫化水素・RSSの代謝シグナル制御． (2015)
  • 著者名/発表者名: 津々木博康、小野勝彦、澤 智裕
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 34 ページ: 392-395
  • 査読あり
• [雑誌論文] H.cinaediと敗血症 (2015)
  • 著者名/発表者名: 河村好章、富田純子、岡本竜哉、澤 智裕、赤池孝章.
  • 雑誌名: 臨床と微生物 巻: 42 ページ: 177-182
  • 査読あり
• [学会発表] 活性イオウによる酸化ストレス制御の分子機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 澤 智裕
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] 活性イオウによる酸化ストレス制御の分子機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 澤 智裕
  • 学会等名: 第69回日本酸化ストレス学会学術集会
  • 発表場所: 仙台国際ホール
  • 年月日: 2016-08-30
• [学会発表] 親電子性ヌクレオチドによる細胞内レドックス調節機構とその制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 澤 智裕
  • 学会等名: 第43回日本毒性学会学術年会
  • 発表場所: ウインクあいち
  • 年月日: 2016-06-29
• [学会発表] 親電子性ヌクレオチドによるcGMP依存性プロテインキナーゼのシステイン残基修飾を介した制御機能 (2016)
  • 著者名/発表者名: 澤 智裕
  • 学会等名: 第16回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2016-06-07
• [学会発表] 細菌におけるシステインパースルフィド関連分子の生成動態 (2016)
  • 著者名/発表者名: 澤 智裕, 張 田力, 小野勝彦, 津々木博康, 赤池孝章
  • 学会等名: 第89回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 大阪国際交流センター（大阪市）
  • 年月日: 2016-03-23
• [学会発表] 腸管出血性大腸菌毒素 Subtilase cytotoxin によるインフラマソーム抑制機構の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 津々木博康, Thianli Zhang, 小野勝彦, 八尋錦之助, 野田広俊, 澤 智裕
  • 学会等名: 第89回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 大阪国際交流センター（大阪市）
  • 年月日: 2016-03-23
• [学会発表] チオール化合物とβラクタム系抗生物質との反応による付加体形成：抗菌作用への影響と標的タンパク質の同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小野勝彦, 津々木博康, 赤池孝章, 澤 智裕
  • 学会等名: 第89回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 大阪国際交流センター（大阪市）
  • 年月日: 2016-03-23
• [学会発表] 酸化ストレスを抑える新しい分子の発見：炎症性疾患治療への展開を目指して (2016)
  • 著者名/発表者名: 澤 智裕
  • 学会等名: 第9回アトピー・乾癬学術講演会
  • 発表場所: ホテル日航熊本（熊本市）
  • 年月日: 2016-01-28
  • 招待講演
• [学会発表] 蛋白質S-グアニル化とレドックスシグナル伝達制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 澤 智裕
  • 学会等名: 第39回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
  • 発表場所: 別府豊泉荘（大分県別府市）
  • 年月日: 2015-09-10
  • 招待講演
• [学会発表] 大腸菌における蛋白質S-グアニル化の制御因子と標的タンパク質の同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 津々木博康、小野勝彦、井田智章、張 田力、居原 秀、赤池孝章、澤 智裕
  • 学会等名: 第68回日本細菌学会九州支部総会第52回日本ウイルス学会九州支部総会
  • 発表場所: 別府コンベンションプラザ・ビーコンプラザ（大分県別府市）
  • 年月日: 2015-09-04
• [学会発表] ヒト内在性レトロウイルスの転写因子の同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 門出和精、寺沢広美、澤智裕、前田洋助
  • 学会等名: 第68回日本細菌学会九州支部総会第52回日本ウイルス学会九州支部総会
  • 発表場所: 別府コンベンションプラザ・ビーコンプラザ（大分県別府市）
  • 年月日: 2015-09-04
• [学会発表] 細菌におけるシステインパースルフィドおよび関連分子の生成動態 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小野勝彦、津々木博康、張 田力、赤池孝章、澤 智裕
  • 学会等名: 第68回日本細菌学会九州支部総会第52回日本ウイルス学会九州支部総会
  • 発表場所: 別府コンベンションプラザ・ビーコンプラザ（大分県別府市）
  • 年月日: 2015-09-04
• [学会発表] 蛋白質S-グアニル化と活性酸素シグナル伝達 (2015)
  • 著者名/発表者名: 澤 智裕
  • 学会等名: 日本プロテオーム学会2015年会 JHUPO第13回大会
  • 発表場所: くまもと森都心プラザ（熊本市）
  • 年月日: 2015-07-23
• [学会発表] ポリエチレングリコール結合マンガンプロトフィリンの合成とその抗酸化活性の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小野勝彦、方 軍、澤 智裕
  • 学会等名: 第15回日本NO学会学術集会
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター（大阪府豊中市）
  • 年月日: 2015-06-26
• [学会発表] 大腸菌における蛋白質S－グアニル化：制御因子と標的タンパク質の同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 津々木博康、小野勝彦、井田智章、藤井重元、松永哲郎、居原 秀、赤池孝章、澤 智裕
  • 学会等名: 第15回日本NO学会学術集会
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター（大阪府豊中市）
  • 年月日: 2015-06-26
• [学会発表] 活性イオウ分子による抗酸化システム制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 澤 智裕
  • 学会等名: 第15回日本NO学会学術集会
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター（大阪府豊中市）
  • 年月日: 2015-06-26
  • 招待講演
• [備考] 熊本大学 微生物学分野
  • URL: http://kumadai-bisei.com
• [産業財産権] イオウ原子を同位体標識したシステイン及びシステイン誘導体の合成法の確率 (2016)
  • 発明者名: 澤 智裕、小野勝彦
  • 権利者名: 国立大学法人熊本大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-090864
  • 出願年月日: 2016-04-28