金色ポンパノ（Trachinotus ovatus）由来のヘムオキシゲナーゼ-1の同定と銅による酸化ストレスに対するNrf2/HO-1シグナル伝達経路の応答

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Chemosphere.2020 Aug;253:126654. S0045-6535(20)30847-X. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.126654.Epub 2020-04-08.

金色ポンパノ（Trachinotus ovatus）由来のヘムオキシゲナーゼ-1の同定と銅による酸化ストレスに対するNrf2/HO-1シグナル伝達経路の応答

Identification of heme oxygenase-1 from golden pompano (Trachinotus ovatus) and response of Nrf2/HO-1 signaling pathway to copper-induced oxidative stress.

Jiajun Xie
Xuanshu He
Haohang Fang
Shiyu Liao
Yongjian Liu
Lixia Tian
Jin Niu

PMID: 32464761 DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.126654.

抄録

ヘムオキシゲナーゼ-1(HO-1)は、抗酸化作用と細胞保護作用を媒介して細胞の酸化還元恒常性を維持するストレス誘導性酵素である。本研究では、ゴールデンポンパノ(Trachinotus ovatus)からHO-1の全塩基配列をRT-PCRおよびRACE-PCRによりクローニングした。HO-1の全長1349bpのcDNA配列は、726bpのオープンリーディングフレーム（ORF）の前に262bpの5'翻訳されていない領域（UTR）があり、その後に241アミノ酸残基をコードする360bpの3'UTRが続いていた。系統解析の結果、HO-1はTakifugu rubripesと最も類似性が高いことが明らかになった。また、組織分布解析の結果、心臓、肝臓、脾臓での発現が比較的高いことが明らかになった。銅による酸化ストレスに対するNrf2/HO-1シグナル伝達経路の応答を調べる試験を行った。その結果、NF-E2関連核内因子2（Nrf2）、Kelch-like-ECH-associated protein1（keap1）、スーパーオキシドディスムターゼ（SOD）、カタラーゼ（CAT）、HO-1、NAD(P)Hキノンオキシドレダクターゼ1（NQO1）、グルタチオンペルオキシダーゼ（GSH-PX）のmRNA発現が、銅処理群では対照群に比べて有意に増加していた。本研究は、T.ovatus の酸化反応における Nrf2/HO-1 パスウェイの分子機構に新たな知見を与えるものである。

Heme oxygenase-1(HO-1) is a stress-inducible enzyme that mediates antioxidative and cytoprotective effects to maintain cellular redox homeostasis. In the present study, the full sequence of HO-1 was cloned from golden pompano(Trachinotus ovatus) by RT-PCR and RACE-PCR. The full cDNA sequence of HO-1 was 1349 bp in length which comprised of a 726 bp open reading frame (ORF) preceded by 262 bp 5'-untranslated region (UTR), and followed by a 360 bp 3'UTR, encoding 241 amino acid residues. Phylogenetic analysis revealed that HO-1 showed highest similarity to that of Takifugu rubripes. Tissue distribution analysis showed that the expression level of HO-1 was relatively high in heart, liver and spleen. A trial was conducted to investigate the response of Nrf2/HO-1 signaling pathway to oxidative stress induced by copper. The results showed that mRNA expression of NF-E2-related nuclear factor2 (Nrf2), Kelch-like-ECH-associated protein1 (keap1), superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), HO-1, NAD(P)H quinone oxidoreductase 1 (NQO1) and Glutathione peroxidase (GSH-PX) all significantly increased in copper treated group than that in the control group. This work provides new insight into the molecular mechanism underlying the Nrf2/HO-1 pathway in oxidative response in T. ovatus.