Development of analysis methods for S-polythiolated proteins : Fundamental studies toward S-polythiolated proteomics

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2021年度、高速液体クロマトグラフィー-タンデム型質量分析装置（LC-MS/MS）を用いて、従来解析が困難であったタンパク質中の酸化型活性イオウの解析法、システイン高含有タンパク質の還元型活性イオウの解析法を確立した。酸化型活性イオウ構造を持つタンパク質として、細菌の硫化水素センサータンパク質である大腸菌YgaVを用い、申請者が開発した活性イオウ解析に特化した新規アルキル化試薬 N-iodoacetyl l-tyrosine methyl ester (TME-IAM)を用いて、YgaVタンパク質の活性イオウ構造を解析した。その結果、YgaVタンパク質が硫化水素依存的に分子内テトラスルフィド構造を形成することが明らかになった（Antioxidants 2022）。また、システイン高含有タンパク質としてヒトKeap1を用い、細胞内での活性イオウ構造を解析するための抽出法を開発した。大腸菌内で発現させた組換えヒトKeap1を、抽出と同時にTME-IAMで標識・安定化して、プロテアーゼ消化を行ったのち、消化物をLC-MS/MSを用いて解析した。その結果、151番目のCysが活性イオウ化されていることが明らかになった。2022年度も、LC-MS/MSを用いて、様々なタンパク質（ヒト血清アルブミン、ヒトグリセルアルデヒド-3-リン酸脱水素酵素、インフラマソームの構成要素NLRP3、ヒトインスリン　など）の解析を行い、還元型および酸化型活性イオウ構造を同定した。また、酸化型活性イオウ構造を解析する方法として、HPLCで分離した酸化型活性イオウ化ペプチド複合体を、エレクトロスプレーイオン化法でイオン化する際に、イオン化条件を調節することで、酸化型活性イオウ構造が選択的に開裂する方法（ionization dependent Cleavage of PolySulfur :iCPS）法を開発した。