2020 Fiscal Year Annual Research Report
Possible involvement of carbonylation of endothelin receptor-related molecules in the onset and development of pulmonary arterial hypertension
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18K06697
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
堀之内 孝広 北海道大学, 医学研究院, 講師 (20307771)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | エンドセリン受容体 / カルシウム感受性受容体 / 血管内皮細胞 / 内皮型一酸化窒素合成酵素 / カルボニル化 / プロテインキナーゼC / 一酸化窒素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
肺動脈性肺高血圧症の病態形成におけるエンドセリン受容体関連分子のカルボニル化修飾の病態生理的役割を明らかにするため，血管内皮機能を調節するエンドセリンB型受容体 (ETBR) に焦点を当てた解析を行った。
ETBRを安定発現させたヒト血管内皮細胞において，不飽和カルボニル化合物であるアクロレインは，ETBRのカルボニル化を惹起した。次に，ETBRのカルボニル化が，ETBRの分解に及ぼす影響を検討した。エンドセリン-1 (ET-1) によりETBRを刺激したところ，ETBRのタンパク質発現量が経時的に減少した。一方，アクロレインを処理した血管内皮細胞では，ET-1によるETBRのタンパク質発現量の減少が抑制された。これらの結果から，アクロレインによるETBRのカルボニル化は，ETBRの分解を抑制することが明らかになった。
一般に，タンパク質のリジン残基は，カルボニル化修飾を受けることが知られている。ETBRの細胞内C末端領域には5個のリジン残基が存在し，これらがユビキチン化修飾を受けることによって，ETBRの分解が促進される。そこで，アクロレインによるETBRの分解抑制が，ユビキチン化修飾に関与するリジン残基のカルボニル化，即ち，ETBRのユビキチン化修飾の阻害によるものか明らかにするため，リジン残基をアルギニンに置換した変異体を用いて解析を行った。しかしながら，ETBR変異体においても，アクロレインによるETBRのカルボニル化が認められた。
以上の結果から，アクロレインは，ETBRのユビキチン化修飾部位とは異なるアミノ酸残基のカルボニル化修飾を介して，ETBRのタンパク質分解を阻害することが明らかになった。
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