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Effects of exercise on GAPDH nitration in cardiac signaling

Research Project

Project/Area Number 21K11397
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research InstitutionJuntendo University

Principal Investigator

BABA Takeshi  順天堂大学, 医学部, 先任准教授 (80366450)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsインスリン / 翻訳後修飾 / 2型糖尿病 / 心筋 / シグナル伝達
Outline of Research at the Start

タンパク質のニトロ化修飾は、疾患など酸化ストレス条件下で、タンパク質の機能障害をもたらすと考えられているが、シグナル伝達への関与は不明な点が多い。申請者は細胞内のインスリンシグナルにおいて解糖系酵素GAPDHのニトロ化、およびその後脱ニトロ化される知見を得ている。この事実は、シグナル伝達におけるニトロ化修飾の解明に最もふさわしい現象であり、この現象の詳細な検討によって時空間的にダイナミックなシグナル伝達の仕組みを解明できる。また2型糖尿病モデルラットを用いて、運動が及ぼすGAPDHのニトロ化修飾への影響を解析することで、糖尿病発症の遅延あるいは糖尿病の合併症予防に役立てることが期待される。

Outline of Final Research Achievements

GAPDH is a catalytic enzyme commonly known to be involved in glycolysis. Increase in GAPDH nitration as well as phosphorylation was observed after insulin stimulation in the H9c2 cell line derived from embryonic rat ventricle. The GAPDH mutant expression analysis system of the H9c2 cell line in the present study suggests that the nitrated tryptophan residue of GAPDH, by insulin stimulation, is involved in its own tetramer formation, resulting in increased activity as a glycolytic enzyme. These data suggest that the nitration of GAPDH may play a role in the insulin signal transduction in cardiac muscle.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により解糖系酵素GAPDHのニトロ化修飾がインスリンシグナルの制御に本質的な役割を果たすことがわかった。タンパク質翻訳後修飾の制御破綻が、癌、心血管疾患などの病因・病態に関与しており、ニトロ化修飾のシグナル伝達への影響解明は、ダイナミックな高次のシグナル伝達の仕組みを明らかにできるだけでなく、様々な疾患に対する新たな治療開発に結び付くことも期待される。また2型糖尿病モデルラットでは血糖値上昇時にGAPDHのニトロ化が亢進しないことを見出しており、今後このモデルラットを用いた運動の効果、特にニトロ化修飾への影響を検討し、糖尿病発症の遅延あるいは糖尿病が引き起こす合併症予防に役立てたい。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2023 2022

All Presentation (4 results)

  • [Presentation] 尾部懸垂がラット速筋の代謝酵素の発現とmTORC1シグナル伝達経路に及ぼす影響2023

    • Author(s)
      宇田宗弘、吉原利典、関根紀子、馬場猛
    • Organizer
      日本筋学会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 後肢除負荷がラットの足底筋におけるミトコンドリアのカルシウム取り込みに関わるタンパク質発現に及ぼす影2022

    • Author(s)
      宇田宗弘,吉原利典,関根紀子,馬場猛
    • Organizer
      日本体力医学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] アトピー性皮膚炎モデルマウスC.KOR/ StmSlc-Traf3ip2adjmの皮膚における6-ニトロトリプトファン生成2022

    • Author(s)
      川崎広明、川上莉乃、岡本あかり、重永綾子、池田啓一、馬場猛、飯泉恭一、冨永光俊、髙森建二、松本孝、山倉文幸
    • Organizer
      日本トリプトファン研究会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 調理過程が食肉中のニトロ化トリプトファンに及ぼす影響の解明2022

    • Author(s)
      川崎広明、重永綾子、青木優奈、池田啓一、飯泉恭一、馬場猛、松本孝、山倉文幸
    • Organizer
      日本トリプトファン研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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