一酸化窒素によるアミノ酸センサーＧＣＮ２活性化を介した神経細胞死惹起機構の解明

阐明一氧化氮激活氨基酸传感器 GCN2 诱导神经细胞死亡的机制

基本信息

批准号：
20J21060
负责人：
藤河香奈
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は，生体内ガス状分子である一酸化窒素（Nitric oxide: NO）が神経細胞死を引き起こす際の詳細なメカニズムを解明することを目的としている．NOは，加齢や環境ストレスにより，産生促進されることが知られている．また，NOはタンパク質のシステイン残基を酸化修飾（S-ニトロシル化）し，その酵素活性や局在を変化させる．これまでに，様々なタンパク質がS-ニトロシル化を受けた結果，種々の疾患発症に関与していることが報告されている．その中でも，本研究では統合的ストレス応答を司るeIF2aとその上流に位置する4種のキナーゼ（GCN2, HRI, PERK, PKR）に着目して実験を行っている．当該年度までに，NOはGCN2-eIF2a-CHOP経路を活性化し，細胞死を惹起することを見出していた．そこで，当該年度はGCN2上流のNO標的分子を探索し，その機能変化を解析した．NO標的分子の同定は，過去にS-ニトロシル化タンパク質を網羅的に探索した論文のデータベースを参考とした．これにより，GCN2上流のNO標的タンパク質として2つのタンパク質を選定した．これら候補タンパク質が，実際にNO供与体存在下でS-ニトロシル化を受けることを，ビオチンスイッチ法により確認した．次に，これらのタンパク質がS-ニトロシル化を受けることにより酵素活性が変化するか，詳細に検討することとした．具体的には，Real-time PCRを基盤とした酵素活性測定系を使用し，NO存在下での活性変化を測定した．その結果，2つの候補タンパク質は，NO存在下で酵素活性が低下することが明らかとなった．以上から，候補タンパク質がS-ニトロシル化を受けることにより，GCN2-eIF2a-CHOP経路が活性化して，細胞死を惹起している可能性が示された．

这项研究旨在阐明体内气态分子一氧化氮（NO）的详细机制，从而导致神经元细胞死亡。已知没有衰老和环境压力产生。此外，无氧化修饰（S-硝基化）蛋白质的半胱氨酸残基改变了其酶的活性和定位。迄今为止，据报道，由于S-亚硝基化，各种蛋白质参与了各种疾病的发展。其中，这项研究的重点是控制综合应力响应的EIF2A，以及在其上游上游的四种类型的激酶（GCN2，HRI，PERK和PKR）。到今年，NO发现它激活了GCN2-EIF2A-CHOP途径并导致细胞死亡。因此，在这个财政年度，我们搜索了GCN2上游的无目标分子，并分析了它们的功能变化。 NO靶分子的鉴定是基于过去彻底探索S-亚硝基化蛋白的论文数据库。这允许选择两种蛋白作为GCN2上游的无靶蛋白。通过生物素开关方法证实，这些候选蛋白实际上在没有供体的情况下实际发生S-硝基化。接下来，我们决定详细研究这些蛋白质是否经历S-亚硝基化以及酶活性是否改变。具体而言，使用基于实时PCR的酶活性测量系统用于测量NO的存在的活性变化。结果，揭示了两种候选蛋白的酶活性在NO存在下降低。从上面可以看出，当候选蛋白发生S-亚硝基化时，可能会激活GCN2-EIF2A-CHOP途径，从而导致细胞死亡。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

一酸化窒素による小胞体ストレス応答を介した神経細胞死惹起機構の解明

一氧化氮诱导内质网应激反应诱导神经元死亡的机制的阐明

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
藤河香奈;伊藤和;親泊政一;上原孝
通讯作者：
上原孝

一酸化窒素による小胞体ストレス応答機構の解明

一氧化氮诱导的内质网应激反应机制的阐明

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Bethany Behrens;Yosuke Miyairi;Adam D. Sproson;Masako Yamane;Yusuke Yokoyama;森谷祐斗，藤河香奈，親泊政一，上原孝
通讯作者：
森谷祐斗，藤河香奈，親泊政一，上原孝

S-ニトロシル化修飾によるG3BP1のストレス顆粒形成・クリアランスの変化

S-亚硝基化修饰导致 G3BP1 应激颗粒形成和清除的变化

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kayamori Kensuke;Nagai Yurie;Zhong Cheng;Kuribayashi Wakako;Oshima Motohiko;Nakajima-Takagi Yaeko;Yamashita Masayuki;Mimura Naoya;Becker Hans Jiro;Izawa Kiyoko;Yamazaki Satoshi;Iwano Satoshi;Ito Ryoji;Lennox William;Sheedy Josephine;Yokote Koutaro;Iwama A;Hideo Bannai;伊藤和，藤河香奈，高杉展正，上原孝
通讯作者：
伊藤和，藤河香奈，高杉展正，上原孝

一酸化窒素によるタンパク質ユビキチン化制御機構

一氧化氮对蛋白质泛素化的控制机制