なぜ硫黄なのか

硫黄は地球規模で循環している

炭素循環・窒素循環があるように、硫黄にも循環があります。

硫黄の代謝は、生物によって得手不得手がはっきりしており、特に無機硫黄化合物を有機硫黄化合物に変換する「同化」を得意としているのは限られた微生物のみです。多くの微生物・植物(農作物)は、硫黄化合物の同化が苦手ですし、ヒトを含む動物は硫黄化合物を同化する能力を有しません。

つまり、硫黄化合物を網羅的に分析することで、人から農作物まで、どのようなものを摂取し、どのような環境で育ったのか、生活環境・生育環境がよくわかるのです。

硫黄で代謝全体を俯瞰できる

硫黄代謝系は解糖系、TCAサイクルから成る中枢代謝系と寄り添う形で存在しています。解糖系、TCAサイクルはそれぞれ核酸代謝系、アミノ酸代謝系へとつながっており生物が生存するために相互にバランスをとっています。

サルファーインデックスは硫黄のみ解析して終わりではありません。硫黄代謝を把握することで、窒素・炭素代謝の状況を考察し、次のステップとして、中枢代謝系、核酸代謝系などに焦点を絞ったフォーカスドメタボローム解析にて検証をし、最終的な答えを導きだすことができます。
硫黄代謝系は、分析すべき化合物数が少なく、考察が比較的容易なのも利点です。

硫黄は様々なタンパク質を修飾する

タンパク質のシステインチオール基は、その三次元構造の形成など機能性を発揮する上で、非常に重要な官能基です。そのシステインチオール基は、活性酸素や一酸化窒素により化学修飾され、スルフェン酸、ニトロシル、ジスルフィドの状態になりその機能性が変化します。硫黄はそれら化学修飾された部分をスルフヒドリル化することにより、その活性を高めることもあれば、抑制することもあります。

そんなスルフヒドリル化に必要な硫黄は、様々な経路で有機硫黄化合物から供給されます。サルファーインデックスは、スルフヒドリル化に関与する有機硫黄化合物を網羅的に解析することが可能であり、生命現象に対するスフルヒドリル化の関与を推察する上で有用です。

硫黄は様々な酸化還元状態をとる

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