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硫化水素研究用試薬およびキット

　近年、毒ガスとして知られている硫化水素（H₂S）が、血管拡張や細胞保護、インスリン分泌や神経伝達調節など様々な生理活性を示すことが明らかにされ、一酸化窒素（NO）や一酸化炭素（CO）に続く第 3 のガス状シグナル分子として注目されています。
　生体内に存在する硫化水素は、主に L- システインを基質としてシスタチオニンβ- シンターゼ（CBS）やシスタチオニンγ-リアーゼ（CSE）、3- メルカプトピルビン酸サルファトランスフェラーゼ（3-MST）と呼ばれる酵素類によって産生され、生理活性を示すと共に、システイン側鎖の SH 基に付加した結合型硫黄として生体内に貯蔵されると考えられています。硫化水素は、 NO や CO と同様にガス状分子として認知されていますが、その pKa は約 7 であり、生理的 pH では約 80％が硫化水素イオン（HS^－）の状態で存在します。また、硫化水素イオンは生体内で様々な結合形態や構造をとるため、その作用機序の詳細は未だ不明であり、硫化水素を中心とした硫黄の生体内機能の解明が待ち望まれています（概略に関しては、ドージンニュース 146 号 Review 「生理活性物質としての硫化水素」をご参照ください）。
　小社では現在、このような研究背景の中、硫化水素研究に有用な試薬およびキットの開発を行っております。

還元物質応答性硫化水素ドナー

　硫化水素研究において、硫化水素の量や発生速度はその生理活性を決める重要な因子となります。しかし現在、一般的に硫化水素ドナーとして使用されている硫化ナトリウム（Na₂S）や硫化水素ナトリウム（NaHS）は、水溶液中に添加するだけで硫化水素を生成するため、硫化水素の発生量や発生時間を制御することは困難です。また近年の硫化水素研究の発展に伴い、治療薬を指向した有機化合物ベースの硫化水素ドナーも数多く開発されてきておりますが、その多くは加水分解反応によるものであり、硫化水素の発生量や発生時間を制御しうるものではありません。Ming らが開発した硫化水素ドナーは生体内に存在する還元物質（グルタチオンやシステインなど）に応答して硫化水素を発生する新規の硫化水素ドナーで、その構造の違いによって硫化水素の発生時間と発生量が異なります ^1）。これらドナーの硫化水素発生機構は、生体内の硫化水素産生メカニズムに基づいており、パーサルファイドを経由して硫化水素を発生します（Fig. 1）。そのため、化合物自体の毒性が低く、硫化水素研究を行う上で大変興味深い化合物であると考えられます。現在、小社ではこれら硫化水素ドナーの製品化を進めております。

硫化水素研究用三硫化ナトリウム

　硫化水素の細胞内機能を議論する上で、硫黄原子が連結したパーサルファイドやポリサルファイドのようなサルフェン硫黄は欠かせない存在となってきております。このようなサルフェン硫黄は、硫化水素の産生や貯蔵、放出だけでなく、スルフヒドリル化などのタンパク質内チオールをターゲットとしたシグナル伝達にも関与していることが示唆されており ^2）、硫化水素に関連する研究分野は大きな広がりを見せつつあります。木村らは、実際に脳内で硫化水素からポリサルファイドが生成することを発見し、このポリサルファイドが脳内の神経伝達を増強していることを明らかにしています ^3）。また驚くことに、その生理活性は硫化水素よりも 300 倍以上高く、脳内の硫化水素由来の生理活性物質はポリサルファイドである可能性が高いことを示しております。
　三硫化ナトリウムは、硫黄原子が 3 つ連結した無機化合物であり、パーサルファイドのドナーとして利用されております（Fig. 2）。現在、小社ではこのような幅広い硫化水素関連の研究に対応するため、硫化水素研究用の三硫化ナトリウムの開発を行っております。

サルフェン硫黄検出用蛍光プローブ

　硫黄原子が連なって結合したサルフェン硫黄は、硫化水素に関連するシグナル伝達系に深く関与しており、その機能解明が待ち望まれています。小社では、Ming らが開発したサルフェン硫黄検出用蛍光プローブ ^4）の製品化を進めております。詳しくは、本稿 Topics on Chemistry をご参照ください。

硫化水素　生体硫黄マップと試薬選択ガイド

硫化水素関連製品群をマップで紹介しています。お役立てください。

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[参考文献]

1）　 Y. Zhao, S. Bhushan, C. Yang, H. Otsuka, J. D. Stein, A. Pacheco, B. Peng, N. O. Devarie-Baez, H. C. Aguilar, D. J. Lefer and M. Xian, Chem. Biol., 2013, 8, 1283.

2）　 B. D. Paul and S. H. Snyder, Nat. Rev. Mol. Cell. Bio., 2012, 13, 499.

3）　 Y. Kimura, Y. Mikami, K. Osumi, M. Tsugane, J. Oka and H. Kimura, FASEB J., 2013, 27, 2451.