フェニルアラニン脱炭酸反応におけるPDXDC1の役割の解明

• 研究課題/領域番号: 18K11137
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分59040:栄養学および健康科学関連
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 鈴木 良雄 順天堂大学, スポーツ健康科学部, 教授 (30612395)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円); 2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: フェニルアラニン / 脱炭酸 / アミノ酸バランス / HEK293 / 大腸菌発現系 / 指標アミノ酸酸化法

研究成果の概要

人の組織に広く発現し、脱炭酸酵素ドメインを持つPDXDC1の機能を調べた。ヒト胎児腎由来HEK293細胞のPDXDC1をsiRNAでノックダウンすると培地中のPheの減少が抑制されたことから、PDXDC1はPheの脱炭酸に関与していると考えられた。HEK293のPDXDC1をpET28ベクターにクローニングし、E. coli での発現系を作成した。精製したPDXDC1は、全長でも脱炭酸酵素ドメインのみでも、Phe, Tyr, Trp, Hisに対する脱炭酸活性を確認できなかった。以上の結果から、PDXDC1の活性発現には補助因子や翻訳後修飾が必要である可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体内の遊離アミノ酸濃度にはそれぞれのアミノ酸に標準範囲があることが知られており、アミノ酸濃度のインバランスと体調や疾病との関連が注目されている。しかし、生体内でアミノ酸バランスの認識・生成のメカニズムにはまだ明らかなっていない。本研究では、Pheの細胞内濃度の維持に脱炭素酵素ドメインをもつPDXDC1が関与してると考え、PDXDC1の活性を検討した。PDXDC1がPheの代謝に関与している可能性が示唆されたが、PDXDC1は単独では活性を示さず、また細胞内での活性は構成的ではなく誘導的であることが示唆された。本研究の結果は細胞内のアミノ酸濃度の維持に関する新たな知見である。