レドックス可視化センサーで追跡するタンパク質代謝異常のレドックス破綻と回復の機構

• 研究課題/領域番号: 26292052
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 阪井 康能 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (60202082)
• 研究分担者: 寳関 淳 京都大学, 農学研究科, 特任准教授 (40423058)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円); 2016年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2015年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2014年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
• キーワード: レドックス / 蛍光タンパク質 / タンパク質代謝異常 / ケミカルバイオロジー

研究成果の概要

細胞内レドックスを可視化するroGFPと申請者が作製したRedoxfluorをもとにオルガネラターゲット型のスーパーレドックスセンサーを創生し、哺乳動物細胞内における局所的レドックスモニタリング技術を開発した。その可視化技術を用いて、タンパク質代謝異常に伴うレドックス破綻の細胞内における機序と分子機構を明らかにした。さらにこれを回復する食品由来成分を探索し、当該化合物のレドックスモジュレーターとしての分子機能・効能を実証した。

研究成果

• [雑誌論文] Synthesized Aβ42 Caused Intracellular Oxidative Damage, Leading to Cell Death, via Lysosome Rupture (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuki Oku, Kazuma Murakami, Kazuhiro Irie, Jun Hoseki, and Yasuyoshi Sakai
  • 雑誌名: Cell Structure and Function 巻: 42 号: 1 ページ: 71-79
  • DOI: 10.1247/csf.17006
  • NAID: 130005665696
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of a stable ERroGFP variant suitable for monitoring redox dynamics in the ER (2016)
  • 著者名/発表者名: J. Hoseki, A. Oishi, T. Fujimura and Y. Sakai
  • 雑誌名: Bioscience Reports 巻: 36 号: 2
  • DOI: 10.1042/bsr20160027
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Screening of dietary antioxidants against mitochondria-mediated oxidative stress by visualization of intracellular redox state (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Maharjan, Y. Sakai and J. Hoseki
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechonology and Biochemistry 巻: 80 ページ: 726-734
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mitochondrial impairment triggers cytosolic oxidative stress and cell death following proteasome inhibition (2014)
  • 著者名/発表者名: Sunita Maharjan, Masahide Oku, Masashi Tsuda, Jun Hoseki and Yasuyoshi Sakai
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4 号: 1 ページ: 5896-5896
  • DOI: 10.1038/srep05896
  • NAID: 120005462594
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 奥 勇紀、奥野 友紀子、萩原 正敏、寳関 淳、阪井 康能 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小胞体でのミスフォールドタンパク質蓄積に伴うレドックス異常回復剤の同定とその機序について
  • 学会等名: 日本農芸化学会2017年大会
  • 発表場所: 京都女子大学 (京都市)
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] メタノール資化性酵母の利用を出発点にした分子細胞生物学の発展 (2017)
  • 著者名/発表者名: 阪井 康能
  • 学会等名: 大阪大学工学研究科酵母リソース工学寄附講座 成果報告シンポジウム 「メタノール資化性酵母研究の展望」
  • 発表場所: 大阪大学 銀杏会館 (大阪府・吹田市)
  • 招待講演
• [学会発表] 植物の葉上におけるC1酵母の生存戦略とそれを支える分子細胞機能 (2017)
  • 著者名/発表者名: 阪井 康能
  • 学会等名: 第82回 酵母研究会
  • 発表場所: 北野工房のまち (神戸市)
  • 招待講演
• [学会発表] プロテアソーム阻害に伴う鉄代謝異常・酸化ストレスとミトコンドリア障害 (2016)
  • 著者名/発表者名: 黒板 智博、Sunita Maharjan、寳関 淳、阪井 康能
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 (横浜市)
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] Gene-encoded Redox Probes, Application to Biology and Drug Screening (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuyoshi Sakai
  • 学会等名: FB3: Fluorescent Biomolecules and Their Building Blocks-Design and Applications
  • 発表場所: 天津大学 (天津、中国)
  • 年月日: 2016-07-07
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] プロテアソーム阻害による異常タンパク質がミトコンドリア障害を惹起する機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 寳関 淳、Sunita Maharjan、阪井 康能
  • 学会等名: 第68回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 京都テルサ (京都市)
  • 年月日: 2016-06-15
• [学会発表] 小胞体における異常タンパク質蓄積に伴うレドックス変化とこれを回復させる薬剤探索系の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 寳関 淳、奥 勇紀、藤村 多嘉朗、大石 麻水、奥野 友紀子、萩原 正敏、阪井 康能
  • 学会等名: 第68回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 京都テルサ (京都市)
  • 年月日: 2016-06-15
• [学会発表] 細胞内の可視化を通して「わかったこと」「役立てること」 (2016)
  • 著者名/発表者名: 阪井 康能
  • 学会等名: 第10回中部大学ライフサイエンスフォーラム
  • 発表場所: 中部大学不言実行館アクティブホール（春日井市、愛知県）
  • 年月日: 2016-01-13
  • 招待講演
• [学会発表] 生理的レドックス状態を可視化する分子プローブの開発と生理化学への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 阪井 康能
  • 学会等名: 第37回「食と健康」研究会
  • 発表場所: サントリー ワールド リサーチセンター (京都府・精華町)
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞内の局所的レドックスを指標にした生理化学 (2016)
  • 著者名/発表者名: 阪井 康能
  • 学会等名: 京都大学学際融合教育推進センター 生理化学研究ユニット 第６回公開シンポジウム 「Chemistryで紐解くPhysiology」
  • 発表場所: 京都大学農学研究科 (京都市)
  • 招待講演
• [学会発表] プロテアソーム阻害に伴う小胞体レドックス異常の機序 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤村 多嘉朗、大石 麻水、Sunita Mahajan、寳関 淳、阪井 康能
  • 学会等名: BMB2015(第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会）
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(神戸市)
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 神経細胞内に蓄積したAβ42が細胞死を引き起こす機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 奥 勇紀、村上 一馬、入江 一浩、寳関 淳、阪井 康能
  • 学会等名: BMB2015(第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会）
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(神戸市)
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] The mechanisms underlying mitochondrial dysfunction under proteasome inhibition (2015)
  • 著者名/発表者名: Sunita Maharjan、黒板 智博、寳関 淳、阪井 康能
  • 学会等名: BMB2015(第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会）
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(神戸市)
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] The mechanism underlying mitochondrial dysfunction under proteasome inhibition (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Maharjan, J. Hoseki and Y. Sakai
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia Conferences-Mitochondria
  • 発表場所: Suzhou, China
  • 年月日: 2015-10-12
  • 国際学会
• [学会発表] 蛍光可視化で探るオルガネラ ホメオスタシスの生理機能と障害 (2015)
  • 著者名/発表者名: 阪井 康能
  • 学会等名: 日本生化学会北海道支部共催講演会
  • 発表場所: 北海道大学地球環境科学研究院（札幌市）
  • 年月日: 2015-09-08
  • 招待講演
• [学会発表] Workshop “Visualization of Local Redox State in Cells: Its Application to Biology and Drug Screening” (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakai, M. Oku and J. Hoseki
  • 学会等名: 15th International Conference on Oxidative Stress Reduction, Redox Homeostasis and Antioxidants 2015
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2015-06-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Symposium “How can we evaluate “physiological” redox state?” (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakai
  • 学会等名: 15th International Conference on Oxidative Stress Reduction, Redox Homeostasis and Antioxidants 2015
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2015-06-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Round Table Discussion “What are the Best & Adequate Methods to Evaluate Oxidative Stress & Antioxidants in vitro vs in vivo & in Humans?” (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakai
  • 学会等名: 15th International Conference on Oxidative Stress Reduction, Redox Homeostasis and Antioxidants 2015
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2015-06-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Intracellular Accumulation of Amyloid Beta Peptide Leads Lysosomal Membrane Permeabilization-Mediated Cell Death (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Oku, K. Murakami, K. Irie, J. Hoseki and Y. Sakai
  • 学会等名: 15th International Conference on Oxidative Stress Reduction, Redox Homeostasis and Antioxidants 2015
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2015-06-22
  • 国際学会
• [学会発表] Mitochondria trigger cytosolic oxidative stress under proteasome inhibition (2014)
  • 著者名/発表者名: Sunita Maharjan, Masahide Oku, Jun Hoseki and Yasuyoshi Sakai
  • 学会等名: Society for free radical biology and medicine's annual meeting 2014
  • 発表場所: Seatle (USA)
  • 年月日: 2014-11-19 – 2014-11-23
• [学会発表] 異種タンパク質生産についてC1酵母を使って考える (2014)
  • 著者名/発表者名: 阪井康能
  • 学会等名: 新産業酵母研究会
  • 発表場所: 産総研：臨海副都心センター、東京
  • 年月日: 2014-10-17
  • 招待講演
• [学会発表] Stable ERroGFP variants are suitable for detection of ER redox state (2014)
  • 著者名/発表者名: Jun Hoseki, Asami Oishi and Yasuyoshi Sakai
  • 学会等名: Gordon Research Conference, "Thiol-based redox regulation & signaling"
  • 発表場所: Girona (Spain)
  • 年月日: 2014-07-20 – 2014-07-25
• [学会発表] 「遺伝子発現から薬効薬理評価～新リアルタイムイメージング～」、「異種タンパク質生産のTPOを考える：フォールディングとレドックス」 (2014)
  • 著者名/発表者名: 阪井康能
  • 学会等名: OYCバイオシンポジウム2014
  • 発表場所: 日本工業倶楽部会館、東京
  • 年月日: 2014-07-04
  • 招待講演
• [学会発表] Antioxidants derived from foods protect redox aberration and cell death caused by proteasome inhibition (2014)
  • 著者名/発表者名: Jun Hoseki
  • 学会等名: Bordeaux-Kyoto
  • 発表場所: bordeaux (France)
  • 年月日: 2014-05-05 – 2014-05-06
  • 招待講演
• [備考] タンパク質分解装置の活性低下が細胞死を引き起こす初期経路の同定と食品成分による回復
  • URL: http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2014/140731_1.html