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

2013 年度 研究成果報告書

• 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
• 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

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: Molecular Cell 巻: 52 ページ: 794-804
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2013.10.024
  • 査読あり
• [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.; Arimoto, H.
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 14 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 cytoprotective mediator, into intact cGMP in cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Saito, Y.; Sawa, T.; Yoshitake, J.; Ito, C.; Fujii, S.; Akaike, T.; Arimoto, H.
  • 雑誌名: Molecular BioSystems 巻: 8 ページ: 2009-2015
  • 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.; Akaike T.
  • 雑誌名: Bioconjugate Chemistry 巻: 21 ページ: 1121-1129
  • DOI: 10.1021/bc900396u
  • 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: 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
• [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)
• [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
  • 産業財産権番号: 4857431
  • 出願年月日: 2011-11-11