ロイシンの筋タンパク質合成促進・分解抑制作用に与えるグルタミンの影響に関する研究

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K18306
• Research Institution: Nagasaki International University
• Principal Investigator: 吉村 亮二 長崎国際大学, 公私立大学の部局等, 助教 (20782569)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: ロイシン / グルタミン / トリプトファン / タンパク質合成 / 4EBP1 / S6K1 / ULK1

Outline of Annual Research Achievements

アミノ酸はタンパク質の構成成分として機能するだけでなく、生体機能を調節していることが知られている。特に分岐鎖アミノ酸のロイシンにはタンパク質の合成促進、分解抑制作用があることがin vivo、in vitroで数多く報告されている。そのタンパク質合成促進作用において重要な役割を担っていると考えられているものが哺乳類ラパマイシン標的タンパク質複合体1（mTORC1）と呼ばれるリン酸化酵素である。ロイシンによりmTORC1が活性化され、mTORC1のターゲットである真核生物翻訳開始因子4E結合タンパク質1（4EBP1）とリボソームタンパク質S6リン酸化酵素1（S6K1）がリン酸化されることでタンパク質合成が促進される。一方、タンパク質分解抑制作用におけるmTORC1のターゲットはunc-51様キナーゼ1/FAKファミリーリン酸化酵素結合タンパク質200 kDa/オートファジー関連タンパク質13（ULK複合体）である。ULK複合体は、タンパク質分解機構の一つであるオートファジー－リソソーム系の最上流に位置しており、mTORC1によるリン酸化で不活性型となり、タンパク質分解は抑制される。
本年度は、ロイシンによるULK1のリン酸化を測定した。その結果、ロイシンによりULK1のリン酸化が増加する傾向を確認した。また、グルタミンによる影響を評価した結果、4EBP1、S6K1、ULK1のリン酸化は増加しないことを明らかにした。また、タンパク質合成量も増加しないことを確認した。一方、ロイシンの対象アミノ酸とした必須アミノ酸であるトリプトファンが4EBP1のリン酸化は増加させず、S6K1のリン酸化は増加させる傾向があることを明らかにした。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本年度は、ロイシンやグルタミン、ロイシンの対象アミノ酸に設定したトリプトファンのタンパク質合成作用を評価することができた。しかし、当初の研究計画よりやや遅れているため、やや遅れていると評価した。

Strategy for Future Research Activity

来年度は、血中や組織中のアミノ酸濃度、mTORC1活性調節機構関連因子の解析を進める。