内因性ピリドキサミン-アルデヒド付加体の探索：酸化ストレスマーカーとしての評価

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K08391
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 李 宣和 東北大学, 薬学研究科, 助教 (60519776)
• 研究分担者: 大江 知行 東北大学, 薬学研究科, 教授 (10203712) ; 佐藤 涼 東北大学, 薬学研究科, 助教 (20757166) [辞退]
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: Oxidative stress / Lipid peroxidation / Pyridoxamine / Mass spectrometry / Protein modification

研究実績の概要

4-Oxo-2(E)-nonenal (ONE) および 4-hydroxy-2(E)-nonenal (HNE)由来のピリドキサミン (PM) 修飾の構造解析

1. PM と ONE の反応液（37 oC、5 d）のLC/ESI-MS 解析により、 9種付加体の生成を、以下の様に明らかにした： PM + ONE - H2O (PO1 and PO2), 2PM + 2ONE - 2H2O (PO3 and PO4), PM + 2ONE (PO5 and PO6), PM + ONE - 2H2O + 2H (PO7), PM + ONE - 2H2O (PO8), and PM + 2ONE - H2O (PO9)。主な付加体 (PO1, PO7, PO8) の構造を、MS/MS解析により同定した。
2. PM と HNE反応液（37 oC、5 d）の LC/ESI-MS 解析により、2種付加体の生成を、以下の様に明らかにした：PM + HNE (PH1) and PM + HNE - 2H2O (PH2)。また経時変化を観測したところ、PH1 の急激な増加 (0-24 h) とその後の減少 (1-7 d)、更に PH2 の緩やかな増加（max. 5 d）により、 PH1 から PH2への脱水反応が示唆された。
3. LC/ESI-MS および MS/MS 解析により、PO7 と PH2 は同一のLC および MS挙動である事を確認した。単離精製した PH2 (PO7) をNMR 解析に付したところ、ピロール環を有する新規PM付加体がONEおよびHNE両者から生成される事を明らかにした。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画通り、ONEおよび HNEとPMの反応液から、各々9種、2種の生成物を確認し、これらの構造を明らかにする事が出来た。更にLC-MS および NMR 解析により、PO7 と PH2 は新規かつ同一の付加体である事も明らかにした。今回同定したPM-ONEおよびPM-HNE付加体を用い、今後ONEおよびHNE由来のタンパク質修飾のPMにおける阻害効果を検討予定である。

今後の研究の推進方策

1. ONEおよび HNE由来のヒト血清アルブミン (HSA)への修飾を検討する。
2. PM存在下での HSA と ONE/HNE の反応液中の主な PM-ONE/HNE 付加体の定量を行う。
3. 主なPM-ONE/HNE 付加体の定量により、PMのHSA修飾阻害効果を検討する。

研究成果

• [雑誌論文] Oxidative stress-mediated N-terminal protein modifications and MS-based approaches for N-terminal proteomics (2016)
  • 著者名/発表者名: Seon Hwa Lee, Tomoyuki Oe
  • 雑誌名: Drug Metabolism and Pharmacokinetics 巻: 31 ページ: 27-34
  • DOI: 10.1016/j.dmpk.2015.12.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] UV irradiation-induced methionine oxidation in human skin keratins: Mass spectrometry-based non-invasive proteomic analysis (2016)
  • 著者名/発表者名: Seon Hwa Lee, Keita Matsushima, Kohei Miyamoto, Tomoyuki Oe
  • 雑誌名: Journal of Proteomics 巻: 133 ページ: 54-65
  • DOI: 10.1016/j.jprot.2015.11.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mass spectrometry data from proteomic analysis of human skin keratins after exposure to UV radiation (2016)
  • 著者名/発表者名: Seon Hwa Lee, Keita Matsushima, Kohei Miyamoto, Tomoyuki Oe
  • 雑誌名: Data in Brief 巻: 7 ページ: 100-106
  • DOI: 10.1016/j.dib.2016.02.008
  • 査読あり
• [学会発表] Screening of lipid hydroperoxide-mediated protein modification using stable isotope labeling by fatty acids in cell culture (SILFAC) coupled with isotope pattern dependent scan (2017)
  • 著者名/発表者名: Seon Hwa Lee
  • 学会等名: 日本薬学会 第137年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2017-03-27
  • 招待講演
• [学会発表] N末端ピルビン酸アミド型アンジオテンシンの同位体希釈LC/ESI-SRM/MS分析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 池田真人、横田涼、大江知行、李宣和
  • 学会等名: 日本薬学会 第137年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2017-03-27
• [学会発表] On-tape消化法を用いるヒト表皮ケラチン上の化学修飾スクリーニング (2017)
  • 著者名/発表者名: 川瀬士瑛、廣嶋佑亮、大江知行、李宣和
  • 学会等名: 日本薬学会 第137年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2017-03-27
• [学会発表] ヒト内皮細胞中のアンジオテンシンII誘発脂質過酸化のLC/ESI-MS解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤岡修平、髙橋亮、大江知行、李宣和
  • 学会等名: 日本薬学会 第137年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2017-03-25
• [学会発表] Pyridoxamine inhibits lipid hydroperoxide-derived modifications to human serum albumin (2016)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Matsunaga, Hyunsook Kyung, Tomoyuki Oe, Seon Hwa Lee
  • 学会等名: 新アミノ酸分析研究会 第6回学術講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-11-04
• [学会発表] Inhibition of lipid hydroperoxide-derived protein damages by pyridoxamine (2016)
  • 著者名/発表者名: Seon Hwa Lee, Atsushi Matsunaga, Hyunsook Kyung, Tomoyuki Oe
  • 学会等名: KSMS Summer Conference
  • 発表場所: Gyeongju, Korea
  • 年月日: 2016-08-18
  • 国際学会
• [備考] 東北大学大学院薬学研究科臨床分析化学分野ホームページ
  • URL: http://www.pharm.tohoku.ac.jp/~bunseki/bunseki.html
• [備考] 東北大学研究者紹介
  • URL: http://db.tohoku.ac.jp/whois/detail/a63434da0ba1befd3ff395e655af195e.html