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蛋白質間相互作用に着目したニューログロビンの酸化ストレス応答制御機構の解明

公募研究

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 23117704
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
研究機関東京大学

研究代表者

若杉 桂輔  東京大学, 総合文化研究科, 准教授 (20322167)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012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)
2012年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2011年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード酸化ストレス / 細胞保護 / 蛋白質 / シグナル伝達 / 脳・神経 / ニューログロビン / ストレス
研究実績の概要

ヒトのニューログロビン(Ngb)には、酸化ストレスに伴う神経細胞死を防ぐ働きがある。我々は以前、ヒトNgbの新規機能の探索を行い、ヒトNgbがヘテロ三量体G蛋白質のαサブユニット(Gαi/o)に結合しGDP解離抑制因子(GDI)として機能することを見い出した。本研究では、まずGαi/oが酸化ストレス下で修飾され活性化されるという過去の知見に基づき、修飾後のGαi/oを用いて機能解析を行った結果、ヒトNgbは酸化修飾を受けたGαi/oにも結合しGDIとして働きGαi/oの活性化を抑えることが明らかになった。また、cAMPアナログを使った細胞実験から、cAMPアゴニストを加えると酸化ストレスに伴う細胞死が抑えられること、cAMPアンタゴニストを加えるとNgbの細胞保護効果が低下することが明らかになり、cAMP濃度の増加が酸化ストレスに対する細胞保護に密接に関わっていることが判明した。さらに、ヒトNgbを細胞内に過剰発現させ酸化ストレスを与えると、ヒトNgbを発現させずに酸化ストレスを与えた場合と比べ、cAMPの細胞内濃度が増加していることを実証し、ヒトNgbはGαi/oに対するGDIとして働きGαi/oの活性化を抑えることにより細胞内cAMP濃度の低下を抑え神経細胞を保護していることを明らかにした。また、ヒトNgbの軸配位子の変異体を作製し解析することにより、Ngbは酸化ストレス応答性のセンサー蛋白質として働き、細胞保護していることを実証することにも成功した。さらに、ゼブラフィッシュNgbは、魚類細胞に対し、培地中から細胞質内に移行できる「細胞膜透過能」を持つことも見い出した。ゼブラフィッシュNgbは酸化ストレスに対する神経細胞保護能を持たないことから未知の生理機能を持っているものと考えられる。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Functional characterization of fish neuroglobin: Zebrafish neuroglobin is highly expressed in amacrine cells after optic nerve injury and can translocate into ZF4 cells2013

    • 著者名/発表者名
      Kamioka Y, Fujikawa C, Ogai K, Sugitani K, Watanabe S, Kato S, Wakasugi K
    • 雑誌名

      Biochim. Biophys. Acta

      巻: (in press) 号: 9 ページ: 1779-1788

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2013.02.021

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Human neuroglobin functions as an oxidative stress-responsive sensor for neuroprotection.2012

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, S., Takahashi, N., Uchida, H., and Wakasugi, K.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 287 号: 36 ページ: 30128-30138

    • DOI

      10.1074/jbc.m112.373381

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ニューログロビンの生理機能の探索と新規機能性タンパク質の創製2012

    • 著者名/発表者名
      若杉桂輔
    • 雑誌名

      実験医学増刊号「活性酸素・ガス状分子による恒常性制御と疾患」

      巻: 30 ページ: 97-102

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Species-specific functional evolution of neuroglobin2011

    • 著者名/発表者名
      Wakasugi, K., Takahashi, N., Uchida, H., Watanabe, S.
    • 雑誌名

      Marine Genomics

      巻: 4 ページ: 137-142

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chimeric ZHHH neuroglobin is a novel cell membrane-penetrating, neur oprotective agent2011

    • 著者名/発表者名
      Wakasugi, K., Takahashi, N., Watanabe, S.
    • 雑誌名

      Am.J.Neuroprotec.Neuroregen.

      巻: 3 ページ: 42-47

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 新規機能性蛋白質の探索と創製2011

    • 著者名/発表者名
      若杉桂輔
    • 雑誌名

      日本化学会生体機能関連化学部会NEWS LETTER

      巻: 26 ページ: 3-6

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TOPICS:化学的アプローチからの生命の神秘の探究2011

    • 著者名/発表者名
      若杉桂輔
    • 雑誌名

      東京大学大学院総合文化研究科広域科学専攻年報Frontiere 2010

      ページ: 6-7

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Searches for physiological function of neuroglobin2012

    • 著者名/発表者名
      Wakasugi, K., Takahashi, N., and Watanabe, S.
    • 学会等名
      XVII International Conference on Oxygen Binding and Sensing Proteins
    • 発表場所
      Parma, Italy
    • 年月日
      2012-08-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Human neuroglobin acts as an oxidative stress-responsive sensor for neuroprotection2012

    • 著者名/発表者名
      Wakasugi, K., Takahashi, N., Uchida, H., Kamioka, Y., Hayakawa, T., and Watanabe, S.
    • 学会等名
      The 33rd NAITO Conference on Oxygen Biology: Hypoxia, Oxidative stress and Diseases
    • 発表場所
      札幌(北海道)
    • 年月日
      2012-06-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 過剰発現系を用いたヒト・ニューログロビンの神経細胞死抑制メカニズムの解明2012

    • 著者名/発表者名
      高橋望、若杉桂輔
    • 学会等名
      第12回 東京大学生命科学シンポジウムTodai BIO 2012
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス安田講堂
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Creation of novel cell-membrane-penetrating proteins by using module M1 of zebrafish neuroglobin2012

    • 著者名/発表者名
      Wakasugi, K.
    • 学会等名
      BIT's 5th Protein and peptide conference
    • 発表場所
      Beijing, China(招待講演)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] モジュール構造を利用した新規の細胞膜貫通特性を持つ機能性タンパク質の創製2011

    • 著者名/発表者名
      渡邊征爾、若杉桂輔
    • 学会等名
      第84回日本生化学大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館
    • 年月日
      2011-09-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 過剰発現系を用いたヒト・ニューログロビンの細胞死抑制機構の解明2011

    • 著者名/発表者名
      高橋望、渡邊征爾、若杉桂輔
    • 学会等名
      第11回東京大学生命科学シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス安田講堂
    • 年月日
      2011-06-04
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ゼブラフィッシュ・ニューログロビンの細胞膜貫通特性の発見とそのタンパク質工学的利用2011

    • 著者名/発表者名
      渡邊征爾、若杉桂輔
    • 学会等名
      第11回東京大学生命科学シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス安田講堂
    • 年月日
      2011-06-04
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ヒトのニューログロビンの生理機能の発見2011

    • 著者名/発表者名
      若杉桂輔
    • 学会等名
      JST CREST「生命現象の解明と応用に資する新しい計測分析基盤技術」研究領域シンポジウム
    • 発表場所
      東京ガーデンパレス
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 魚類ニューログロビンが持つ細胞膜貫通特性の解明とその蛋白質工学的応用2011

    • 著者名/発表者名
      若杉桂輔、渡邊征爾
    • 学会等名
      第38回生体分子科学討論会
    • 発表場所
      筑波大学大学会館国際会議室
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/wakasugilab/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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