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活性イオウ化イミダゾール-メタボロミクスの開発;レドックスバイオロジーの新展開

研究課題

研究課題/領域番号 20K21256
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分37:生体分子化学およびその関連分野
研究機関大阪府立大学

研究代表者

居原 秀  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60254447)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード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 / ヨードアセチルチロシンメチルエステル / 2-グルタチオニル-カルノシン / 2-システイニル-カルノシンパースルフィド / 2-システイ ニル-カルノシン / イミダゾール / カルノシン / 2-システイニル-カルノシン / レドックスメタボロミクス / 2-オキソイミダゾール
研究開始時の研究の概要

不安定なレドックスメタボライトには、従来の生物学の概念を覆すような、様々な機能を有していることが明らかになっている。しかし、これまで発見されてきたレドックスメタボライトでは説明できない生命現象が多数存在し、未知のレドックスメタボライトの存在が示唆されている。本申請研究では、活性イオウ化イミダゾール化合物に着目したメタボロミクスの開発を目指す。本申請研究で得られる知見は、従来の生物学に新たな概念を導入するブレークスルーとなり、生物学を飛躍的に発展させる潜在性を有する。

研究成果の概要

試験管内で活性イオウ分子種、チオール化合物、カルノシンを反応させると、様々なイオウ含有カルノシン誘導体が産生された。LC-MS/MS解析で、ラットの脳中に新規に2-システイニル-カルノシン[Cys-Car]、 2-システイニル-カルノシンパースルフィド[Cys-Car]、 2-グルタチオニル-カルノシン [GS-Car]が同定された。GS-Carは、前駆体カルノシンの1/1000、酸化体である2-オキソカルノシンの10倍存在し、加齢に伴い減少していた。さらに、CysS-Car、CysSS-Car、GS-Carの抗酸化活性は、前駆体であるカルノシンよりも100倍以上高かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] High-Precision Sulfur Metabolomics Innovated by a New Specific Probe for Trapping Reactive Sulfur Species2021

    • 著者名/発表者名
      Kasamatsu Shingo、Ida Tomoaki、Koga Taisei、Asada Kosho、Motohashi Hozumi、Ihara Hideshi、Akaike Takaaki
    • 雑誌名

      Antioxidants & Redox Signaling

      巻: in press 号: 18 ページ: 1407-1419

    • DOI

      10.1089/ars.2020.8073

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 2-Oxo-Imidazole-Containing Dipeptides Play a Key Role in the Antioxidant Capacity of Imidazole-Containing Dipeptides2021

    • 著者名/発表者名
      Kasamatsu Shingo、Komae Somei、Matsukura Kana、Kakihana Yuki、Uchida Koji、Ihara Hideshi
    • 雑誌名

      Antioxidants

      巻: 10 号: 9 ページ: 1434-1434

    • DOI

      10.3390/antiox10091434

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Distribution and quantitative analysis of homoanserine and its 2-oxo derivative in mouse tissues2021

    • 著者名/発表者名
      Kakihana Yuki、Kasamatsu Shingo、Uchida Koji、Ihara Hideshi
    • 雑誌名

      Free Radical Research

      巻: 55 号: 6 ページ: 579-588

    • DOI

      10.1080/10715762.2021.1888945

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Distribution and quantitative analysis of homoanserine and its 2-oxo derivative in mouse tissues2021

    • 著者名/発表者名
      Kakihana Yuki、Kasamatsu Shingo、Uchida Kiji、 Ihara Hideshi
    • 雑誌名

      Free Radical Research

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of Rat Monoclonal Antibody to Detect Hydrogen Sulfide and Polysulfides in Biological Samples2020

    • 著者名/発表者名
      Kasamatsu Shingo、Kakihana Yuki、Koga Taisei、Yoshioka Hisashi、Ihara Hideshi
    • 雑誌名

      Antioxidants

      巻: 9 号: 11 ページ: 1160-1160

    • DOI

      10.3390/antiox9111160

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 2-オキソ-カルノシンはカルノシンの抗酸化活性の本体か?2021

    • 著者名/発表者名
      居原秀、笠松真吾、垣花優希、小前奏明、松倉加奈、内田浩二
    • 学会等名
      第75回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 2-オキソイミダゾールジペプチドの抗酸化活性測定2021

    • 著者名/発表者名
      小前奏明、笠松真吾、松倉加奈、内田浩二、居原秀
    • 学会等名
      第75回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 2-オキソカルノシンの活性測定2021

    • 著者名/発表者名
      松倉加奈、笠松真吾、小前奏明、内田浩二、居原秀
    • 学会等名
      第75回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 新規アルキル化試薬N-iodoacetyl L-tyrosine methyl esterを用いた超硫黄メタボローム・プロテオーム解析系の構築2021

    • 著者名/発表者名
      笠松真吾,井田智章,古賀大聖,浅田康勝,本橋ほづみ,赤池孝章,居原秀
    • 学会等名
      生理研研究会2021 生命を支える硫黄生物学の最前線
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 新規プローブによって革新された高精度超硫黄メタボロミクス2021

    • 著者名/発表者名
      居原秀
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超硫黄分子メタボロミクス2021

    • 著者名/発表者名
      居原秀
    • 学会等名
      第1回レドックスR&D戦略委員会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 2-オキソーイミダゾールジペプチドの抗酸化活性2021

    • 著者名/発表者名
      居原秀
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 2-オキソ-イミダゾールジペプチドは内在性の強力な抗酸化物質である2020

    • 著者名/発表者名
      居原秀
    • 学会等名
      第74回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 硫黄メタボローム解析の先端技術開発2020

    • 著者名/発表者名
      居原秀
    • 学会等名
      第20回日本NO学会/第73回日本酸化ストレス学会合同学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 活性硫黄による親電子ストレス制御2020

    • 著者名/発表者名
      居原秀
    • 学会等名
      第47回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 硫黄解析の先端技術開発2020

    • 著者名/発表者名
      居原秀
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 食と健康を結ぶメディカルサイエンス2020

    • 著者名/発表者名
      垣花優希、笠松真吾、居原秀  内田浩二 編集
    • 総ページ数
      242
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758103879
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2024-01-30  

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