酸化ストレス適応応答のシグナル伝達機構の解明

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21590287
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 藤井 重元 熊本大学, 大学院・生命科学研究部, 助教 (00325333)
• 研究分担者: 岡本 竜哉 熊本大学, 大学院・生命科学研究部, 助教 (30419634)
• キーワード: シグナル伝達 / 酸化ストレス / 適応応答 / 8-nitro-cGMP / S-グアニル化

研究概要

最近、研究代表者らは、酸化ストレス適応応答の2次メッセンジャーとして8-nitro-cGMPが生成することを明らかにした。さらに、8-nitro-cGMPが新規蛋白質翻訳後修飾(S-グアニル化)を起こすことを明らかにし、転写因子Nrf2の活性調節因子であるKeap1が、生体内においてS-グアニル化を受ける主要な蛋白質であることを見出した。本研究では、8-nitro-cGMPによるKeap1/Nrf2転写系の制御機構を明らかにし、酸化ストレス適応応答の分子基盤を解明することを目的とする。
8-Nitro-cGMPの定量解析法として、安定同位体で標識した8-nitro-cGMPを合成し、それを内部標準として用いる新しい液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析法を開発した。この方法により、細胞内に生成する8-nitro-cGMPを解析した結果、例えば、誘導型NO合成酵素を発現するように刺激したグリオーマ細胞では、40microMを超える8-nitro-cGMPの生成が明らかとなった。また、8-nitro-cGMPの生合成は、可溶性グアニル酸シクラーゼ阻害剤で顕著に抑制された。さらに、試験管内で8-nitro-GTPと可溶性グアニル酸シクラーゼを反応させると、8-nitro-cGMPの生成が見られた。以上の結果より、細胞内において、GTPのニトロ化を介した8-nitro-cGMPの生成が起こり、その後、可溶性グアニル酸シクラーゼの作用によって8-nitro-cGMPが生成している可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] The critical role of nitric oxide signaling, via protein S-guanylation and nitrated cyclic GMP, in the antioxidant adaptive response (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujii S, Sawa T, Ihara H, Tong KI, Ida T, Okamoto T, Ahmed KA, Ishima Y, Motohashi H, Yamamoto M, and Akaike T
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 285 ページ: 23970-23984
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new paradigm for antimicrobial host defense mediated by a nitrated cyclic nucleotide (2010)
  • 著者名/発表者名: Okamoto T, Khan S, Oyama K, Fujii S, Sawa T, and Akaike T
  • 雑誌名: J Clin Biochem Nutr 巻: 46 ページ: 14-19
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cell signaling mediated by nitrated cyclic guanine nucleotide (2010)
  • 著者名/発表者名: Akaike T, Fujii S, Sawa T, and Ihara H
  • 雑誌名: Nitric Oxide 巻: 23 ページ: 166-174
  • 査読あり
• [雑誌論文] 8-Nitro-cGMPの発見と生理機能の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤井重元, 澤智裕, 赤池孝章
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 48 ページ: 22-27
• [学会発表] ニトロ化環状ヌクレオチドによる蛋白質S-グアニル化を介する酸化ストレス適応応答の分子機序 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤井重元, 他
  • 学会等名: 第83回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(神戸市)
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] Critical roles of nitric oxide signaling via 8-nitro-cGMP-induced protein S-guanylation in antioxidant adaptive responses (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujii, S, et al.
  • 学会等名: The 26^<th> Kumamoto Medical Bioscience Symposium
  • 発表場所: 熊本大学(熊本市)
  • 年月日: 2010-06-19
• [学会発表] Role of Keap1 S-guanylation in the antioxidant adaptive response in C6 glioma cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujii, S, et al.
  • 学会等名: The 6th International Conference on the Biology, Chemistry, and Therapeutic Applications of Nitric Oxide
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都市)
  • 年月日: 2010-06-16
• [図書] Nitric Oxide Synthase Inhibitors : From Animal Studies to Clinical Implications (2011)
  • 著者名/発表者名: Okamoto T., et al
  • 出版者: Nitric oxide-mediated host immune response and microbial pathogenesis(in press)
• [備考]
  • URL: http://kumadai-bisei.com/
• [備考]
  • URL: http://www.ros-signal.jp/