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2013 年度 実施状況報告書

環境化学物質によるPDI活性阻害を介した甲状腺ホルモンかく乱作用メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 25340053
研究種目

基盤研究(C)

研究機関関西学院大学

研究代表者

今岡 進  関西学院大学, 理工学部, 教授 (60145795)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードRef-1 / プロテインジスルヒドイソメラーゼ(PDI) / ビスフェノールA / HIF-1alpha / 甲状腺ホルモン受容体
研究概要

本研究はプロテインジスルヒドイソメラーゼ(PDI)が甲状腺ホルモン受容体(TR), 低酸素感受性因子HIF-1alphaなどの核内因子の活性をどのように制御し、代表者らが明らかにしているビスフェノールA(BPA)などの環境化学物質によるPDI活性阻害がこれらの核内因子の活性にどのような影響を与えるのかを明らかにすることを目的とするものである。まず本年度は、PDIの酸化還元状態がどのように転写活性を制御しているかについて、in vivo, in vitroで検討した。さらに、PDI familyの一員であり、PDI 以上に強くビスフェノールA(BPA)や甲状腺ホルモン(T3)と結合することを明らかにしているERp29について結合を詳細に検討するとともに、ERp29のTR 活性への影響も検討した。HIF-1alphaはRef-1 によって還元されて活性化することが明らかになっている。大腸菌で発現・精製したヒトPDI, Ref-1についてin vitro で酸化還元状態をPEG-maleimideを用いた方法で調べた。その結果PDIを作用させたRef-1 には2個のPEG が結合し、Ref-1がPDI によって酸化され、ジスルヒド結合が形成されていることが確認できた。ヒトの培養細胞を用いて、同様の実験をしたところ、Ref-1の酸化は検出できなかったが、条件検討によってRef-1のジスルヒド結合が検出できin vivo においてもPDIによるRef-1 の酸化が証明できた。一方、BPA によるHIF-1alphaの不活性化については、そのメカニズムを検討したが、PDI-Ref-1 経由ではなさそうであり、今後の検討が必要である。一方、PDI と同様にBPA やT3 が結合するERp29 についてもPDIと同様に検討したが、TRの活性に影響を及ぼすことはなかった。

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

in vitro 実験において大腸菌で発現精製したPDI,Ref-1, HIF-1alpha, TRを用いて、それらの酸化還元状態を調べる予定であったが、大腸菌でHIf-1alpha, TRの発現精製は成功しなかった。そこで、現在は細胞中で直接的にジスルヒド結合を検出するPEG-maleimide法の条件を検討中である。

今後の研究の推進方策

これまでin vitroにおいて、BPAやT3がPDIと結合しその活性を阻害することやPDIがRef-1を酸化することは明らかにしているが、BPAやT3がPDIを介してHIF-1alpha, TRの活性に影響を与えているかどうかは明らかにされていない。そこで平成26年度は以下の3点について検討を行う。
1. PDIやRef-1 の活性部位すなわちシステイン(チオール基)がHIF-1alpha, TRの活性に影響を与えているかどうかを明らかにするため、PDI やRef-1のシステインをセリンに変えた変異体を作成し、培養細胞に導入しHIF-1alpha, TRの活性化及びジスルヒド形成反応を検討する。
2. BPA のPDIの結合がHIF-1alpha, TRの活性に影響を与えているかどうかを明らかにするため、BPAがPDI の基質の結合阻害によってイソメラーゼ活性を阻害していることを明らかにしているので、ジチオール-ジスルヒド変換反応に影響を及ぼしているかどうかを検討する。
3. BPA と結合するPDI family タンパク質とその相互作用因子(基質)の検索を行う。BPA 誘導体を結合したBiacoreチップを作成しているので、PDI family タンパク質を大腸菌で発現精製して、BPA との相互作用を調べる。BPAと相互作用するPDI familyタンパク質を培養細胞に過剰発現して免疫沈降し、LC/MSで相互作用因子を同定する。

次年度の研究費の使用計画

必要な試薬類を購入し、端数(100円未満)が生じた。
100円未満のため、次年度に必要な試薬類の購入に充てる。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (11件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Isolation and characterization of Xenopus soluble epoxide hydrolase.2014

    • 著者名/発表者名
      Purba E.R., Oguro A., Imaoka S.
    • 雑誌名

      Biochim. Biophys. Acta Mol. Cell Biol. Lipid

      巻: 1841 ページ: 954-962

    • DOI

      10.1016/j.bbalip.2014.03.010.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Endoplasmic reticulum protein (ERp) 29 binds as strongly as protein disulfide isomerase (PDI) to bisphenol A.2014

    • 著者名/発表者名
      Miyake Y, Hashimoto S, Sasaki Y, Kudo T, Oguro A, and Imaoka S.
    • 雑誌名

      Chem. Res. Toxicol.

      巻: 27 ページ: 501-506

    • DOI

      10.1021/tx400357q

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A cellular stress response (CSR) that interacts with NADPH-P450 reductase (NPR) is a new regulator of hypoxic response.2014

    • 著者名/発表者名
      Oguro A, Koyama C, Xu J, and Imaoka S.
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 445 ページ: 43-47

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2014.01.110.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of the hypoxia response pathway in lens formation during embryonic development of Xenopus laevis.2013

    • 著者名/発表者名
      Baba K, Muraguchi T, and Imaoka S.
    • 雑誌名

      FEBS Open Bio.

      巻: 3 ページ: 490-495

    • DOI

      10.1016/j.fob.2013.10.006.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Seven in absentia homolog 2 (Siah2) Protein is a regulator of NF-E2-related factor 2 (Nrf2).2013

    • 著者名/発表者名
      Baba K, Morimoto H, and Imaoka S.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 288 ページ: 18393-18405

    • DOI

      10.1074/jbc.M112.438762.

    • 査読あり
  • [学会発表] Endoplasmic reticulum protein 29kDa(ERp29)のビスフェノールA結合機構の検討2013

    • 著者名/発表者名
      三宅由香、橋本翔子、今岡進
    • 学会等名
      第86回日本生化学会大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      20130911-20130912
  • [学会発表] The metabolism of lysophosphatidic acid by genetic variants of human soluble epoxide hydrolase.

    • 著者名/発表者名
      Purba E. R., Oguro A., Imaoka S.
    • 学会等名
      第17回国際個別化医療学会学術集会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
  • [学会発表] 低酸素環境下における酸化ストレス応答系の抑制機構

    • 著者名/発表者名
      馬場一信、今岡進
    • 学会等名
      第17回国際個別化医療学会学術集会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
  • [学会発表] エポキシドヒドロラーゼ分子種の種差及び組織分布に関する検討

    • 著者名/発表者名
      隅田純史、大黒亜美、橋本由紀、今岡進
    • 学会等名
      日本薬物動態学会第28回年会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京)
  • [学会発表] 酸化ストレスによる可溶性エポキシド加水分解酵素(sEH)の転写抑制はSP1とAP2αの競合反応によって制御される

    • 著者名/発表者名
      大黒亜美、今岡進
    • 学会等名
      第86回日本生化学会大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
  • [学会発表] 低酸素応答におけるNPRの機能解析と新規相互作用因子の探索

    • 著者名/発表者名
      小山千佳、大黒亜美、今岡進
    • 学会等名
      第86回日本生化学会大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
  • [学会発表] 低酸素誘導因子HIF-1αのProtein disulfide isomerase(PDI)による活性制御機構の解明

    • 著者名/発表者名
      小林之乃、大黒亜美、今岡進
    • 学会等名
      第86回日本生化学会大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
  • [学会発表] 可溶性エポキシド加水分解酵素(sEH)によって調節されている遺伝子の発現解析

    • 著者名/発表者名
      種田祥子、大黒亜美、今岡進
    • 学会等名
      第86回日本生化学会大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
  • [学会発表] Difference of epoxide hydrolase and phosphatase activities in the polymorphic variants of human soluble epoxide hydrolase.

    • 著者名/発表者名
      Purba E. R., Oguro A. and Imaoka S.
    • 学会等名
      The VIII International Congress of Toxicology
    • 発表場所
      Coex, Korea
  • [学会発表] Cross-talk of signalings between NF-κB and AhR or HIF-1α.

    • 著者名/発表者名
      Oida S., Oguro A. and Imaoka S.
    • 学会等名
      The VIII International Congress of Toxicology
    • 発表場所
      Coex, Korea
  • [学会発表] Down-regulation of soluble epoxide hydrolase by SP1 under oxidative stress condition.

    • 著者名/発表者名
      Oguro A., and Imaoka S.
    • 学会等名
      The VIII International Congress of Toxicology
    • 発表場所
      Coex, Korea
  • [備考] 関西学院大学理工学部今岡研究室

    • URL

      http://sci-tech.ksc.kwansei.ac.jp/~imaoka/

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公開日: 2015-05-28  

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