Study on the amino acid signaling via transporters and receptors for the pharmacologic control of cellular metabolism

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03407
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 48030:Pharmacology-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Kanai Yoshikatsu 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (60204533)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大垣 隆一 大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (20467525) ; 岡西 広樹 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (70792589) ; 奥田 傑 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (50511846)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: トランスポーター / 受容体 / シグナル情報伝達 / アミノ酸 / 抗腫瘍薬 / 細胞内代謝制御

Outline of Final Research Achievements

Amino acids are used in protein synthesis as essential nutrients for living organisms. As signal molecules, amino acids contribute to controlling cell metabolism and function through mTORC1 activation. Therefore, transporters responsible for the uptake of amino acids into cells also have the function of transmitting a signal into the cells via the cell membrane. This study has clarified the transporter-mediated amino acid signaling mechanism that contributes to mTORC1 activation using comprehensive methods such as comparative quantitative proteomics and phosphorylation proteomics. In addition, although the molecular entity has not been identified, comprehensive analysis data of the amino acid signaling mechanism mediated by the cell membrane-type leucine receptor, which is supposed to exist due to a specific ligand, has been obtained.

Free Research Field

薬理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

アミノ酸は、生体の必須の栄養素であり、細胞のタンパク質合成やエネルギー代謝の観点から、多くの研究が蓄積されてきた。加えて、最近、アミノ酸自身がシグナル分子として、セリン/スレオニンキナーゼ複合体mTORC1を介して、細胞代謝・機能制御に寄与することが明らかになってきている。本研究は、アミノ酸の細胞へ取り込みの律速となる輸送過程が、mTORC1の上流因子として、細胞膜を介してシグナルを細胞内へ発信する機能を担うことを明らかにした。本研究の成果は、アミノ酸シグナルにおける輸送体の意義を確立するとともに、それを標的とした代謝制御創薬の基盤を与えるものである。