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シグナル因子としてのアミノ酸のタンパク質合成翻訳開始促進作用の解析

氨基酸作为信号因子促进蛋白质合成和翻译起始的作用分析

基本信息

批准号：
14760078
负责人：
吉澤史昭
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Utsunomiya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞内のエネルギーレベルを感知して翻訳を調節する機構が存在することが最近の研究で明らかになったことから、本年度はアミノ酸の供給とこの調節機構との関連について調べ、細胞が如何にしてアミノ酸の供給を感知するのか、その機構を知る手掛かりを得ることを目的として研究を行った。細胞内のエネルギーレベル、特にAMP/ATP比の増加を感知する酵素であるAMP-activated protein kinase(AMPK)が注目されている。AMPKはAMP/ATP比の増加によって活性化されると、ATPの生産経路を刺激してATP生産を促進し、またエネルギーを消費する反応を抑制してATPの消費を抑えることが知られている。タンパク質合成は多くのATPを消費する過程であり、AMPKの調節を受けることが最近の研究で示された。さらにAMPKによるタンパク質合成の調節はmTORシグナル伝達系を介して行われることが示された。アミノ酸はmTORを活性化して翻訳開始段階を活性化することが知られていることから、アミノ酸の翻訳開始段階活性化作用とAMPKの活性の関係について検証した。18時間絶食にしたラットに、骨格筋タンパク質合成促進作用を有する分岐鎖アミノ酸、あるいは生理食塩水(対照)を経口投与して1時間後に骨格筋を摘出して、AMP/ATP比とAMPK活性AMPKα1、AMPKα2)を測定した。その結果、イソロイシンを投与した場合にAMP/ATP比が減少し、AMPK α2の活性が減少した。骨格筋タンパク質の合成促進作用が最も強いロイシンは、AMP/ATP比とAMPK活性に影響を及ぼさなかった。以上のことから、イソロイシンは細胞内のエネルギーレベルを増加させることでAMPK活性を減少させて、結果としてmTORシグナル伝達系を活性化してタンパク質合成を促進することが示唆された。また、ロイシンはAMPK活性に影響を及ぼさなかったことから、ロイシンとイソロイシンは別のシグナル伝達経路でmTORを活性化していることが示唆された。イソロイシンが細胞内のエネルギーレベルを増加させる機構については今後検討が必要である。

This year, we have conducted research on the relationship between acid supply and regulatory mechanisms, and how cells can sense acid supply and how mechanisms can be understood. AMP-activated protein kinase(AMPK), an enzyme in cells that senses increases in the AMP/ATP ratio, has attracted attention. AMPK stimulates ATP production by increasing AMP/ATP ratio and inhibits ATP consumption by increasing ATP production. Recent studies have shown that the regulation of AMPK in the synthesis of ATP is regulated by ATP. In addition, the regulation of quality synthesis in AMPK is also discussed. The relationship between the activation of AMPK and the activation of mTOR in acid and AMPK is discussed. 18 hours after fasting, the activity of AMPKα1 and AMPKα2 was measured. As a result, AMP/ATP ratio decreased and AMPK α2 activity decreased when the enzyme was administered. The effect of promoting the synthesis of protein in bone marrow was the strongest. The AMP/ATP ratio and AMPK activity were also affected. The above results indicate that AMPK activity is reduced due to an increase in intracellular protein production and, as a result, AMPK activity is enhanced due to an increase in protein production. The activity of AMPK is affected by the changes in the activity of AMPK. In addition to the increase in the number of cells in the cell, the number of cells in the cell will be reduced to the number of cells in the cell.