Identification and function analysis of sulfane sulfur-binding proteins responsible for detoxification of environmental electrophiles

昨年度までに、マウス脳のサイトソル画分におけるサルフェン硫黄結合タンパク質（SSBP）の１つとして、我々はGrowth Inhibitory Factor (GIF)/Metallothionein-3 (MT3)を同定し、サルフェン硫黄の結合部位についても解析を行った。また環境中親電子物質のモデルとしてメチル水銀を用い、GIF/MT3との反応でそのイオウ付加体であるビスメチル水銀サルファイドに変換されることを明らかにした。そこで本年度は、SSBPの親電子ストレスに対する防御的役割やタンパク質がサルフェン硫黄によって修飾を受ける機能性の変化についてより詳しく解析した。MTは抗酸化性を有することは既に報告されているが、酸化ストレスに対してMT結合性のサルフェン硫黄が果たす役割について検討したところ、GIF/MT3の過酸化水素消去能はKCNによってサルフェン硫黄の結合量の減少により低下した。また、同条件下において亜鉛の結合能も低下した。したがって、GIF/MT3におけるサルフェン硫黄は高い抗酸化能に寄与するだけでなく、高い亜鉛結合能にも関与していることが示唆された。加えて、ヒトグリア芽細胞腫U87細胞において、親電子ストレス（メチル水銀または4-ヒドロキシノネナールの曝露）や酸化ストレス（過酸化水素曝露）によって惹起される細胞死は、GIF/MT3のノックダウンにより増加し、高発現により軽減された。このことから、分子内の約30%がシステインで構成されているGIF/MT3は、おそらくそのチオール基にサルフェン硫黄を保持して、MeHgなどの親電子物質の捕獲・不活性化を介して脳内の親電子ストレス防御を担っていることが示唆された。

昨年度までに、マウス脳のサイトソル画分におけるサルフェン硫黄結合タンパク質（SSBP）の１つとして、我々はGrowth Inhibitory Factor (GIF)/Metallothionein-3 (MT3)を同定し、サルフェン硫黄の結合部位についても解析を行った。また環境中親電子物質のモデルとしてメチル水銀を用い、GIF/MT3との反応でそのイオウ付加体であるビスメチル水銀サルファイドに変換されることを明らかにした。そこで本年度は、SSBPの親電子ストレスに対する防御的役割やタンパク質がサルフェン硫黄によって修飾を受ける機能性の変化についてより詳しく解析した。MTは抗酸化性を有することは既に報告されているが、酸化ストレスに対してMT結合性のサルフェン硫黄が果たす役割について検討したところ、GIF/MT3の過酸化水素消去能はKCNによってサルフェン硫黄の結合量の減少により低下した。また、同条件下において亜鉛の結合能も低下した。したがって、GIF/MT3におけるサルフェン硫黄は高い抗酸化能に寄与するだけでなく、高い亜鉛結合能にも関与していることが示唆された。加えて、ヒトグリア芽細胞腫U87細胞において、親電子ストレス（メチル水銀または4-ヒドロキシノネナールの曝露）や酸化ストレス（過酸化水素曝露）によって惹起される細胞死は、GIF/MT3のノックダウンにより増加し、高発現により軽減された。このことから、分子内の約30%がシステインで構成されているGIF/MT3は、おそらくそのチオール基にサルフェン硫黄を保持して、MeHgなどの親電子物質の捕獲・不活性化を介して脳内の親電子ストレス防御を担っていることが示唆された。