フリーラジカルによる筋肉タンパク質の分解促進機構

• 研究課題/領域番号: 06660142
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 食品科学・製品科学
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 長澤 孝志 岩手大学, 農学部, 助教授 (80189117)
• 研究期間 (年度): 1994
• 研究課題ステータス: 完了 (1994年度)
• 配分額: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円); 1994年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: 骨格筋 / フリーラジカル / 活性酸素 / 運動 / 鉄 / メチオニンスルホキシド / タンパク質分解

研究概要

ラット後肢筋に対する電気刺激による運動を2ないし4週間負荷したところ、後肢筋(腓腹筋、ヒラメ筋)は肥大し、脂質の過酸化、タンパク質の酸化修飾が亢進した。さらにビタミンE欠乏飼料で4週間飼育したラットにおいて後半の2週間電気刺激による運転を負荷したが、ビタミンE欠乏による電気刺激の効果の増加は認められなかった。このとき筋肉タンパク質はビタミンE欠乏で酸化修飾が進み、メチオニン残基が酸化されメチオニンスルホキシドが生成した。この傾向は白筋で強く認められ、筋肉の種類により酸化修飾の抵抗性があることが推定された。しかしジチロシン、2-オキソヒスチジンの生成あるいは蓄積は認められず、筋肉内ではこれらの修飾アミノ酸は生成しないか、あるいは速やかに除去されるもと考えられた。また、血清中のトランスフェリンの鉄飽和率が増加し、鉄過剰状態に近いことが示された。ビタミンE欠乏の筋肉タンパク質の分解速度は増加したが、これは筋原線維タンパク質に特異的なものではなかった。また分離筋原線維を用いて酸化修飾タンパク質の分解に関与するプロテアーゼを検索したところ、プロテアソームにより顕著に分解された。これらの機構をより明確にするためにL6筋細胞の培養系において、鉄を加えて酸化還元状態を変化させたところ、タンパク質のカルボニル基の増加が認められた。以上より運動による筋肉タンパク質の酸化修飾はわずかであるが起こっており、筋肉の種類が重要であること、および筋肉タンパク質の酸化修飾に鉄が関与しており、酸化修飾されたタンパク質は分解されやすくなる可能性が示唆された。