Regulatory roles of amino acid metabolites in pyruvate metabolism

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K20867
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0902:General internal medicine and related fields
• Research Institution: Shiga University of Medical Science
• Principal Investigator: Nishi Kiyoto 滋賀医科大学, 医学部, 助教 (30749362)
• Project Period (FY): 2021-08-30 – 2023-03-31
• Keywords: アミノ酸 / ピルビン酸 / 糖新生 / MPC / BCAA / ミトコンドリア

Outline of Final Research Achievements

Firstly, we found that the accumulation of BCKAs inhibits hepatic glucose production. Secondly, BCKAs inhibit mitochondrial pyruvate carrier (MPC) in hepatocytes and selectively suppresses pyruvate supported gluconeogenesis. Thirdly, BCATm expression in non-hepatic mitochondria prevents the accumulation of BCKAs and mitigates the inhibition of MPC.
Collectively, these results revealed a novel and significant role of BCAA metabolism in liver gluconeogenesis and pyruvate homeostasis.

Free Research Field

代謝学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

BCAAの摂取は、運動後の筋損傷や筋疲労からの回復を促進し、マウスでは寿命延長効果も報告されている。一方、肥満や心疾患ではBCAA代謝障害によりBCAAやBCKAが増加し、疾患を増悪させると考えられている。
このように、BCAA代謝は生体内において様々な役割を果たしているが、その分子機構は十分に解明されていない。本研究はその一端を明らかにしたものであり、健康を保つための食事の確立などにも役立つ可能性がある。