加齢に伴う蛋白質分解活性低下の分子機構

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04836024
• 研究機関: 東邦大学
• 研究代表者: 後藤 佐多良 東邦大学, 薬学部, 教授 (10012650)
• 研究分担者: 高橋 良哉 東邦大学, 薬学部, 助手 (40197190)
• キーワード: 老化 / 酸化修飾タンパク質 / 肝実質細胞 / タンパク質分解半減期 / 脳 / プロテアソーム

研究概要

(1)酸化修飾リゾチームの老若マウス肝細胞における分解半減期
細胞内蛋白質異常化の原因として酸化傷害が考えられるので試験管内で酸化傷害蛋白質を作成しこれを老若肝細胞由来の細胞に導入して分解半減期を調べた。
まず、ニワトリ・リゾチームを鉄イオンを触媒に用いて酸化した。酸化の程度は、カルボニル量、アミノ酸組成分析、ビチロシンの生成によって測定した。その結果、カルボニル量の増加から約1/4、アルギニン残基数の減少から約3/4、ヒスチジンおよびリジン残基数の減少から約1/3の分子が酸化傷害を受けていることが分かった。この酸化リゾチームを老若マウス肝細胞に導入し分解半減期を調べたところ若齢で約16時間、老齢で約20時間だった。このように、老若いずれの細胞でも酸化リゾチームの方が元のリゾチーム(半減期は、それぞれ約30時間および60時間)より速く分解された。異常蛋白質は、正常なものよりも速やかに分解されるという従来の知見に一致する。異常分解は、老齢で若干遅くなってはいるが老若の間に有意差は見られなかった。
(2)老若ラットの大脳皮質および脳幹におけるプロテアソーム活性
異常蛋白質の分解に関わっているとされているプロテアソームの活性測定法をラット脳抽出液を用いて検討した。10〜40%蔗糖勾配遠心で得た分画についてATPあるいはSDSで活性化されるプロテアーゼ活性を測定したところ、それぞれ26Sおよび20S分画に存在した。この分画には抗プロテアソーム抗体を用いたウエスタンブロットで検出される複数のプロテアソーム構成蛋白質が存在した。ここで確立した方法を用いて老若ラットの大脳皮質および脳幹のプロテアソーム活性を測定したところ大脳皮質では老齢の方が約30%低かったが脳幹では逆に30%ほど高かった。プロテアソームの活性で見る限り大脳皮質では加齢で異常蛋白質が蓄積しやすくなるといえる。

研究成果

• [文献書誌] Motojima,K.: "A protein histidine kinase induced in rat liver peroxisome proliferators : In vitro activation by Ras protein and guanine nucleotides." FEBS Letters. 319. 75-79 (1993)
• [文献書誌] Morimoto.S.,: "Age-related changes in the amount of ubiquitinated histones in the mouse brain." Arch.Gerontol.Geriatr.16. 217-223 (1993)
• [文献書誌] Motojuma,K.: "Increase in the amount of elongation factor 2 in rat liver by peroxisome proliferators." J.Biochem.,. 114. 779-785 (1993)
• [文献書誌] Motojuma,K.: "Histidyl phosphorylation and dephosphorylation of P36 in rat liver extract." J.Biol.Chem.,(in press).
• [文献書誌] 後藤佐多良: "分子生物学からみた老化の機序" 臨床医. 19. 92-96 (1993)
• [文献書誌] 後藤佐多良他: "組織培養辞典" 学会出版センター, 441 (1993)