骨格筋における超硫黄化合物の動態・機能解明

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硫黄原子が過剰に付加されたアミノ酸やペプチド，タンパク質は高い求核性を有し，エネルギー代謝や生体防御機構を制御して恒常性の維持に関与することがわかってきた。しかし，骨格筋における超硫黄化合物の動態，機能については不明である。本研究は，動物実験モデルを用いて，運動，不活動，食習慣による骨格筋硫黄化合物の代謝変動および機能性について検討することを目的としている。マウスに単回運動あるいはトレーニングを負荷した後，骨格筋の活性硫黄種産生酵素，過硫化タンパク質，硫黄含有化合物を測定した。単回運動，トレーニングいずれにおいても，骨格筋のCysteinyl tRNA synthetase 2（CARS2）発現量が増加した。また，27種の硫黄含有化合物が検出され，単回運動によって，グルタチオンジスルフィドの増加，酸化型グルタチオンモノスルフィドの減少を認めた。トレーニングによっては，硫化物イオン，システインおよび酸化型グルタチオンの増加を認めた。マウス右後肢を固定し，7日後に採取した骨格筋を解析したところ，CARS2および3-Mercaptopyruvate sulfurtransferaseの発現量が固定脚で高値を示した。運動，不活動いずれのモデルにおいても，複数の過硫化タンパク質が検出された。さらに，高脂肪食（60%エネルギー）を12週間摂取させたマウスの腓腹筋においてもCARS2発現量の増加を認めた。