2015 Fiscal Year Research-status Report
AMPK-GSK3β複合体形成がグリコーゲン代謝へ及ぼす影響の解明
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15K21393
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture |
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Principal Investigator |
鈴木 司 東京農業大学, 応用生物科学部, 助教 (20714588)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | AMPK / GSK3 / グリコーゲン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は申請者らが見出した、「GSK3βが、細胞内のエネルギー代謝を制御するAMPKと結合し、その活性を阻害する」これが、AMPKとGSK3βの両者に共通する複数ある基質のうち、特にグリコーゲン合成酵素GSの活性の制御にとって重要であるか解析を行うものである。具体的に、①AMPKとGSK3βの結合を妨害することによってGSの活性に変化が起きるのか。②GSK3βによるAMPKの阻害がGSの活性調節に寄与しているのか③グリコーゲンに結合できるAMPKはGSK3βの足場となりえるのか。これらを解明し、「AMPK-GSK3β複合体」がGSを介してグリコーゲン代謝へ与える分子メカニズムを明らかにする。平成27年度では、まずはじめに、培養細胞中のAMPKβをノックダウンすることにより、AMPK-GSK3β複合体を阻害することにより、GSK3βがGSをリン酸化するレベルに違いが生じるか検討した結果、GSのリン酸化の減少が認められた。よって、AMPK-GSK3β複合体がGSを制御するうえで重要な役割を果たしていることが示唆された。また、AMPK-GSK3β複合体を形成しないAMPKβ変異体を発現する細胞の構築をするために、AMPKβにおけるGSK3βの結合部位の特定を行った。その結果、AMPKβのC末端にGSK3βとの結合領域が存在することが明らかとなった。現在、変異体の安定発現株の作製をするために、グリコーゲン代謝の解析に有用なヒト肝癌由来のHepG2細胞を用い、レトロウイルスにて作成を行っている。また、本研究を進めるなかで、AMPKとGSK3の新たな共通する基質として、新たに微小管の形成を制御するMAP1Bを同定し、そのリン酸化部位を明らかとした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り、平成27年度にAMPK-GSK3β複合体がGSのリン酸化へ影響を与えるかどうかを、AMPKノックダウンにより示すことができ、また、AMPKβにおけるGSK3βの結合部位の特定もできたことから、おおむね順調に進展していると思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、AMPK-GSK3β複合体を形成しない変異体を発現する細胞の構築をさらに進め、この細胞を用いてGSの活性に変化を及ぼすか測定するとともに、実際にグリコーゲン合成にまで変化を及ぼすか調べる。また、研究計画の都合上、平成27年度に行う予定であった、GSK3βの細胞内局在性におけるAMPKの役割の解析を平成28年度に行う。
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| Causes of Carryover |
当初の計画よりも順調に実験が進んだことや、研究計画の都合上、平成27年度に行う予定であった、GSK3βの細胞内局在性におけるAMPKの役割の解析を平成28年度に行うため、自年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度に行う予定であった解析を行うために使用することの他に、本研究を行うなかで新たに見出した、AMPKとGSK3に共通する基質であるMAP1Bを解析するために使用することで、AMPK-GSK3複合体の基質に対する制御メカニズムの詳細な解明につなげていく計画である。
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[Journal Article] Metabolic abnormalities induced by mitochondrial dysfunction in skeletal muscle of the renal carcinoma Eker (TSC2+/-) rat model.2016
Author(s)
Aizawa Y, Shirai T, Kobayashi T, Hino O, Tsujii Y, Inoue H, Kazami M, Tadokoro T, Suzuki T, Kobayashi KI, Yamamoto Y.
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Journal Title
Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry
Volume: in press
Pages: in press
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] The tuberous sclerosis complex model Eker (TSC2+/-) rat exhibits hyperglycemia and hyperketonemia due to decreased glycolysis in the liver.2016
Author(s)
Aizawa Y, Shirai T, Kobayashi T, Hino O, Tsujii Y, Inoue H, Kazami M, Tadokoro T, Suzuki T, Kobayashi K, Yamamoto Y.
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Journal Title
Archives of biochemistry and biophysics.
Volume: 590
Pages: 48-55
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] アルファ化玄米が肥満モデルラットにおける血中コレステロール値に及ぼす影響2016
Author(s)
小林謙一, 山岸彩乃, 中川徹, 前田雪恵, 伊藤有紗, 山田千晴, 徳永洸貴, 藤田沙也, 鈴木司, 辻井良政, 高野克己, 山本祐司
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Journal Title
日本食品保蔵科学会誌
Volume: 42
Pages: 3-8
Peer Reviewed
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[Presentation] QPRT DEFICIENCY IN MICE CAUSES RENAL IMPAIRMENT2015
Author(s)
Kobayashi KI, Tomonaga S, Goto K, Ise A, Fujita M, Iizuka H, Matsumoto Y, Takei S, Fukuoka SI, Sasaki R, Shibata K, Suzuki T, and Yamamoto Y,
Organizer
The 14th International Society for Tryptophan Research (ISTRY 2015)
Place of Presentation
Van Andel Research Institute in Grand Rapids (Michigan, USA)
Year and Date
2015-09-16
Int'l Joint Research
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[Presentation] Pregelatinized brown rice ameliorates liver injury and pancreatitis in obese model rats.2015
Author(s)
Yamagishi A, Maeda Y, Ito A, Yamada C, Majima S, Nagashima M, Tsujii Y, Suzuki T, Kobayashi K, Takano K, Yamamoto Y
Organizer
12th Asian Congress of Nutrition
Place of Presentation
Pacifico Yokohama、 （Yokohama, Japan）
Year and Date
2015-05-15
Int'l Joint Research
