新しい生体超分子S8環八超硫黄の発見と生理機能解明

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驚くべきことに、火山地帯など極限環境に見られる環状化硫黄S8(環八超硫黄)が、ヒト・動物の生体内で積極的に合成され極めて豊富に検出された。これは、無機硫黄分子であるS8環八超硫黄が、生命進化論と生命現象に深く関わることを示す生物学・生命科学における極めて大きな発見である。本研究では、超硫黄分子カプセルを用いて新たに開発した超硫黄解析により、生体内S8の代謝経路その生理機能の全容を解明する。さらに、超硫黄分子カプセルの組織、細胞、オルガネラ(特に、ミトコンドリア)への選択的ターゲットとDDSにより、高等生物において今回初めて発見されたS8超硫黄の真の生理機能を解明する。当該年度では、超硫黄分子カプセルを用いることにより、各種培養細胞系および動物組織(マウス)におけるS8の細胞・生体内検出に成功した。すなわち、マウス線維芽細胞MEFを超硫黄ドナーであるグルタチオントリスルフィドGSSSGで処理すると細胞内のS8レベルが顕著に上昇し、さらに、これは超硫黄の酸化代謝酵素であるSQR (sulfide:quione reductase)により代謝維持されていることを見出した。さらに、驚くべきことに、活性酸素産生酵素であるNOX(NADPH oxidase)やNO合成酵素(NOS)が、実際は、NADPHの電子・プロトンを優先的に超硫黄(GSSSG)に渡して超硫黄の伸長反応(catenation, カテネーション)を触媒してS8産生酵素(S8 synthase)として機能していることを明らかにした。