2017 Fiscal Year Research-status Report
Redox signal regulation via protein polysulfidation
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17K17583
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
笠松 真吾 東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (80738807)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | タンパク質ポリスルフィド化 / システインパースルフィド / アルコールデヒドロゲナーゼ / レドックスシグナル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は最近、システインパースルフィド（CysSSH）などの活性イオウ分子種が生体内で産生されており、様々なタンパク質中のシステイン残基では翻訳時からイオウ原子が過剰に付加（ポリスルフィド化）していることを見出した。タンパク質ポリスルフィドは高いレドックス活性（求核性）を持つことからタンパク質機能制御に関わることが予想されるが、その生理機能は不明である。本研究課題では、S-ニトロソグルタチオンレダクターゼ（GSNOR）活性およびホルムアルデヒドデヒドロゲナーゼ（FDH）活性を有する多機能酵素アルコールデヒドロゲナーゼ5（ADH5）について、酵素活性とタンパク質ポリスルフィド化の関係を詳細に解析するとともに、生体内NOシグナル、アルデヒド代謝機構におけるタンパク質ポリスルフィドの機能に関する解析を行い、タンパク質ポリスルフィド化を介したレドックスシグナル制御機構の解明を目指す。本年度は、ADH5酵素活性とタンパク質ポリスルフィド化の関連の解析と酵素反応によるポリスルフィド化への影響の解析を行った。ゲルシフトアッセイおよび質量分析法によりヒトADH5のポリスルフィド化を解析した結果、大腸菌および哺乳類細胞で発現したヒトADH5は高度にポリスルフィド化されていることが分かった。さらに、ADH5の各種アミノ酸変異組換えタンパク質の解析によりポリスルフィド化の維持には活性中心のCys174が重要な役割を果たしていることが分かった。また、ADH5のポリスルフィド化は、GSNOを基質としたGSNOR反応により著明に低下することが明らかになった。これらのことから、タンパク質ポリスルフィド化はADH5の酵素活性の維持に関わることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画に沿ったADH5のポリスルフィド化および酵素活性制御についての解析を行い概ね目標とする研究成果を得ることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
目的とした研究成果が得られており、現段階において研究を遂行する上での問題はなく、研究計画の変更の必要はないと考えている。当初の目的であるタンパク質ポリスルフィド化によるレドックス制御機構に解明に向けて、引き続き当初研究計画に基づいて研究を推進する。
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| Causes of Carryover |
実験を効率的に行った結果、当初計画よりも少ない経費で本年度の目的とする研究成果が得られたため。次年度使用経費については、本研究の目的をより精緻に達成するための解析に使用する物品費に充当する予定である。
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[Journal Article] Involvement of nitric oxide/reactive oxygen species signaling via 8-nitro-cGMP formation in 1-methyl-4-phenylpyridinium ion-induced neurotoxicity in PC12 cells and rat cerebellar granule neurons2018
Author(s)
Masuda K, Tsutsuki H, Kasamatsu S, Ida T, Takata T, Sugiura K, Nishida M, Watanabe Y, Sawa T, Akaike T, Ihara H.
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Journal Title
Biochem Biophys Res Commun
Volume: 495
Pages: 2165～2170
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Exposure to electrophiles impairs reactive persulfide-dependent redox signaling in neuronal cells2017
Author(s)
Ihara H, Kasamatsu S, Kitamura A, Nishimura A, Tsutsuki H, Ida T, Ishizaki K, Toyama T, Yoshida E, Abdul Hamid H, Jung M, Matsunaga T, Fujii S, Sawa T, Nishida M, Kumagai Y, Akaike T.
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Journal Title
Chem Res Toxicol
Volume: 30
Pages: 1673～1684
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Cysteinyl-tRNA synthetase governs cysteine polysulfidation and mitochondrial bioenergetics2017
Author(s)
Akaike T, Ida T, Wei FY, Nishida M, Kumagai Y, Alam MM, Ihara H, Sawa T, Matsunaga T, Kasamatsu S, Nishimura A, Morita M, Tomizawa K, Nishimura A, Watanabe S, Inaba K, Shima H, Tanuma N, Jung M, Fujii S, Watanabe Y, Ohmuraya M, Nagy P, Feelisch M, Fukuto JM, Motohashi H.
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Journal Title
Nat Commun
Volume: 8
Pages: 1177
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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