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2012 年度 実績報告書

内因性親電子物質を介するレドックスシグナル伝達の制御メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 24390082
研究種目

基盤研究(B)

研究機関熊本大学

研究代表者

澤 智裕  熊本大学, 生命科学研究部, 准教授 (30284756)

研究分担者 赤池 孝章  熊本大学, 生命科学研究部, 教授 (20231798)
吉武 淳  熊本大学, 生命科学研究部, 研究員 (70414349)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード活性酸素 / 酸化ストレス / シグナル伝達 / レドックス / 親電子
研究概要

活性酸素は、酸化ストレスを介した毒性因子としてだけでなく、精密に制御されたシグナル伝達機構の担い手であることが明らかになりつつある。活性酸素の代謝から生成する親電子性物質は、活性酸素シグナル受容蛋白質のシステイン残基の翻訳後修飾をもたらし、シグナル制御において重要な役割を果たしている。本研究では、親電子性物質に対する新しい分解・代謝制御分子として、硫化水素および関連化合物に注目し、活性酸素シグナルの制御における役割を明らかにすることを目的としている。ニトロ化環状ヌクレオチドである8-nitro-cGMPは、細胞内の活性酸素・一酸化窒素の産生亢進にともなって生成するユニークな内因性の親電子物質である。本年度は、この8-nitro-cGMPと硫化水素との反応を解析した。試験管内で、8-nitro-cGMPと硫化水素ナトリウムを反応させると、8-nitro-cGMPが減少するとともに、新しい反応産物が生成した。吸収スペクトルならびに精密質量分析から、この反応産物が、ニトロ基がメルカプト基に置き換わった8-SH-cGMPであることが明らかとなった。さらに、8-SH-cGMPの生成は、重金属(鉄など)と他の低分子量チオール化合物(グルタチオンなど)の添加により著しく増強した。このことから、硫化水素、金属、チオール化合物から、8-nitro-cGMPの分解に関わる活性種が生成していることが示唆された。8-nitro-cGMPから8-SH-cGMPへの変換は、各種培養細胞においても確認され、さらにその活性は、システイン代謝酵素であるシスタチオニンbetaシンテース(CBS)および、シスタチオニンgammaライエース(CSE)に大きく依存していた。以上のことから、硫化水素による親電子シグナルの制御機構として、親電子物質のスルフヒドリル化(SH化)が重要であることをはじめて明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
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

本年度交付申請時に計画であった8-nitro-cGMPと硫化水素との反応機構を明らかにし、さらにその反応から生成する新規な化合物(8-SH-cGMP)を世界に先駆けて明らかにした。

今後の研究の推進方策

1.硫化水素ならびに関連チオール化合物に対する精密定量分析法を確立し、それを用いて細胞からの硫化水素イオン生成の定量解析を行う。
2.8-nitro-cGMPを介したレドックスシグナル伝達に対する制御因子の作用解析を行う。

次年度の研究費の使用計画

上述のように8-nitro-cGMPの分解に対して、硫化水素の作用が共存する金属とチオール化合物によって促進することが分かった。そのため、その活性種の合成を開始したが、その合成が年度をまたいでいるため、予算の一部を次年度に繰越した。次年度は、これら新規化合物を含めて解析を行う。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Nitric oxide/soluble guanylyl cyclase signaling mediates depolarization-induced protection of rat mesencephalic dopaminergic neurons from MPP+ cytotoxicity2013

    • 著者名/発表者名
      Kurauchi, Y., Sawa, T., et al.
    • 雑誌名

      Neurosci.

      巻: 231 ページ: 206-215

    • 査読あり
  • [雑誌論文] S-nitrosylated α-1-acid glycoprotein kills drug-resistant bacteria and aids survival in Sepsis2013

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, K., Sawa, T., et al.
    • 雑誌名

      FASEB J.

      巻: 27 ページ: 391-398

    • 査読あり
  • [雑誌論文] S-Guanylation proteomics for redox-based mitochondrial signaling2013

    • 著者名/発表者名
      Rahaman, Md. M., Sawa, T., et al.
    • 雑誌名

      Antioxid.Redox Signal.

      巻: (印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 心不全におけるGタンパク質の酸化修飾と活性酸素・親電子シグナル制御2013

    • 著者名/発表者名
      西田基宏、澤智裕
    • 雑誌名

      細胞工学

      巻: 31 ページ: 150-154

  • [雑誌論文] NOシグナリング研究の最前線2013

    • 著者名/発表者名
      澤智裕、赤池孝章
    • 雑誌名

      Heart View

      巻: (印刷中)

  • [雑誌論文] Hydrogen sulfide anion regulates redox signaling via electrophile sulfhydration2012

    • 著者名/発表者名
      Nishida, M, Sawa, T., et al.
    • 雑誌名

      Nature Chem.Biol.

      巻: 8 ページ: 714-724

    • 査読あり
  • [雑誌論文] S-guanylation of human serum albumin is a unique posttranslational modification and results in a novel class of antibacterial agents2012

    • 著者名/発表者名
      Ishima, Y., Sawa, T., et al.
    • 雑誌名

      J. Pharm. Sci.

      巻: 101 ページ: 3222-3229

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anks4b, a novel target of HNF4α protein, interacts with GRP78 protein and regulates endoplasmic reticulum stress-induced apoptosis in pancreatic β-cells2012

    • 著者名/発表者名
      Saito, Y., Sawa, T, et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem.

      巻: 287 ページ: 23236-23245

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitric oxide promotes recycling of 8-nitro-cGMP, a cytoprotective mediator, into intact cGMP in cells2012

    • 著者名/発表者名
      Saito, Y., Sawa, T., et al.
    • 雑誌名

      Mol. BioSystems

      巻: 8 ページ: 2909-2915

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitrated cGMP : a new player in guard cell signaling2012

    • 著者名/発表者名
      Joudoi, T., Sawa, T., et al.
    • 雑誌名

      Plant Cell

      巻: 25 ページ: 558-571

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 活性酸素のシグナル伝達系と分子標的2012

    • 著者名/発表者名
      澤智裕、赤池孝章
    • 雑誌名

      日本臨床(増刊号)

      巻: 70 ページ: 273-276

  • [雑誌論文] ROS・親電子リガンドとガス状分子のシグナルネットワーク2012

    • 著者名/発表者名
      澤智裕、赤池孝章
    • 雑誌名

      実験医学(増刊)

      巻: 30 ページ: 64-69

  • [学会発表] ミトコンドリアスーパーオキシドならびにNADPHオキシダーゼに依存したニトロ化cGMPの生成 : NOおよびROSシグナルへの関与2012

    • 著者名/発表者名
      澤智裕、他
    • 学会等名
      第85回日本生化学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡)
    • 年月日
      20121214-20121216
  • [学会発表] S-Guanylation proteomics for redox-based mitochondrial signaling2012

    • 著者名/発表者名
      Sawa, T., et al.
    • 学会等名
      The 7th International Conference on the Biology, Chemistry and Therapeutic Applications of Nitric Oxide
    • 発表場所
      Edinburgh, UK
    • 年月日
      20120722-20120726
  • [学会発表] ROS signaling via 8-nitro-cGMP formation and protein S-guanylation2012

    • 著者名/発表者名
      Sawa, T., et al.
    • 学会等名
      The 33rd Naito Conference
    • 発表場所
      ガトーキングダムサッポロ(札幌市)
    • 年月日
      20120626-20120629
  • [学会発表] Mass spectrometric identification of unique polysulfides in biological systems2012

    • 著者名/発表者名
      Sawa, T., Ida, T. and Akaike, T
    • 学会等名
      International Symposium 2012 on Signaling Functions of Reactive Oxygen Species
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2012-12-17
  • [学会発表] 活性酸素・NOによるヌクレオチドニトロ化修飾と塩基損傷応答2012

    • 著者名/発表者名
      澤智裕、赤池孝章
    • 学会等名
      第84回日本遺伝学会
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2012-09-26
  • [学会発表] NOの多様性にケミカルバイオロジーで迫る!2012

    • 著者名/発表者名
      澤智裕、赤池孝章
    • 学会等名
      第121回日本薬理学会近畿部会新薬理学セミナー
    • 発表場所
      徳島大学(徳島市)(招待講演)
    • 年月日
      2012-06-30
  • [備考]

    • URL

      http://kumadai-bisei.com/

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公開日: 2014-07-16  

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