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2012 年度 実績報告書

フマル酸による翻訳後修飾の抑制を指標とした最適な栄養バランスの検討

研究課題

研究課題/領域番号 24300260
研究種目

基盤研究(B)

研究機関東海大学

研究代表者

永井 竜児  東海大学, 農学部, 准教授 (20315295)

研究分担者 藤原 章雄  熊本大学, 生命科学研究科, 助教 (70452886)
荒木 朋洋  東海大学, 農学部, 教授 (20193071)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード翻訳後修飾 / 脂肪細胞 / 生活習慣病 / 糖尿病 / フマル酸
研究概要

脂肪細胞は糖・脂質代謝制御に関して重要な役割を演じ、その機能不は糖尿柄、高血圧、脂質異常症を誘発し、結果的に動脈硬化をはじめとする様々な老化関連疾患の発症を促進する。我々は、脂肪細胞が高血糖状態に曝されると、TCAサイクルの中間体であるフマル酸の細胞内濃度が上昇し、フマル酸が蛋白と反応してS-(2-succinyl)cysteine(2SC)が生成すること、さらに本反応によってアディポネクチンをはじめ様々な細胞内蛋白の機能が低下する新規な翻訳後修飾経路を見いだした。今年度、液体クロマトグラフィータンデム質量分析装置(LC-MS/MS)を用いて、脂肪細胞および血清中2SCの測定系の確立を行った。2SCはN-acetyl-Cys 30mM、N-ethylmaleimide 60mMを反応させた後、薄層クロマトグラフィーで生成物を確認した。生成物をダウエックス50カラムにアプライした後、5Mアンモニアで溶出した。2SCと思われるピークをアミノ酸分析で純度検定、NMRで構造を確認し、LC-Ms/Msによる2sc測定の標準試料を得た。Hillicカラムを備えたLC-MS/MS分析では溶出時間10分に、親イオン238、プロダクトイオン121、221で2SCの測定が可能となった。3T3-L1細胞を定法にしたがって脂肪細胞に分化させた後、回収した細胞蛋白0.1mgを6N塩酸、100℃で加水分解した結果、脂肪細胞の培養期間に応じて細胞内2SC含量が上昇することが確認された。同様な結果をラット腸管膜より得た脂肪細胞でも確認した。また、糖尿病ラットの血清を同様に加水分解することによって、血中2SCが測定可能となった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

既に2SCはGC-MS/MSで測定されていたが、新規に立ち上げたLC-MS/MSによる2SC測定系の確立に予想外に時間を費やした。しかし、大目的である脂肪細胞における2SCの測定は可能となったため、当初の計画である2SC生成に対する糖原性アミノ酸の効果はすぐに測定可能である。

今後の研究の推進方策

2SCの検出が可能となったが、塩酸加水分解したサンプルを無処理のままLC-MS/MS解析を行うとプローブが汚れ、次第に感度が低下することが確認された。そのため、2SC生成に関与する経路の探索を進めると同時に、分析時の最適な前処理条件も検討する必要がある。

次年度の研究費の使用計画

LC-MS/MSで2SCを検出する際、親イオンおよびプロダクトイオンを正確に評価する目的で、分子の開裂パターンを計算するソフトウェア(Mass frontier)を購入する。また脂肪細胞の培養メディウム並びに2SCの生成に関与すると考えられる各種有機酸を購入する。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (12件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Carbonylation induces heterogeneity in cardiac ryanodine receptor function in diabetes mellitus. Mol Pharmacol,2013

    • 著者名/発表者名
      Shao C, Tian C, Ouyang S, Caronda Moore C, Fadhel Alomar F, Nemet I,
    • 雑誌名

      Mol Pharmacol

      巻: 82(3) ページ: 383-399

    • DOI

      10.1124/mol.112.078352

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inhibition of AGEs formation by natural products. Amino Acids.2013

    • 著者名/発表者名
      Nagai R, Shirakawa JI, Ohno RI, Moroishi N, Nagai M.
    • 雑誌名

      Amino Acids

      巻: (in press)

    • DOI

      10.1007/s00726-013-1487-z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] N・-(Carboxymethyl)lysine Modification of Elastin Alters Its Biological Properties : Implications for the Accumulation of Abnormal Elastic Fibers in Actinic Elastosis.2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshinaga E, Kawada A, Ono K, Fujimoto E, Wachi H, Harumiya S,
    • 雑誌名

      J Invest Dermatol

      巻: 132(2) ページ: 315-323

    • DOI

      10.1038/jid.2011.298.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plasma glycation levels are associated with severity in sepsis.2012

    • 著者名/発表者名
      Andrades ME, Lorenzi R, Nagai R, Moreira JCF, Ritter C, Dal-Pizzol F
    • 雑誌名

      Eur J Clin Invest

      巻: 42(19) ページ: 1055-1060

    • DOI

      10.1111/j.1365-2362.2012.02694.x

    • 査読あり
  • [学会発表] メイラード反応後期段階生成物の生体応答とその機構2013

    • 著者名/発表者名
      永井竜児
    • 学会等名
      日本農芸化学会2013年度大会
    • 発表場所
      仙台(招待講演)
    • 年月日
      2013-03-27
  • [学会発表] AGEsの測定法および食品成分を用いたAGEs生成阻害化合物の探索2012

    • 著者名/発表者名
      永井竜児
    • 学会等名
      第3回糖化ストレス研究会
    • 発表場所
      東京(招待講演)
    • 年月日
      2012-12-20
  • [学会発表] コラーゲンのAGE化に伴うヒト皮膚線維芽細胞の機能低下とその抑制について2012

    • 著者名/発表者名
      永井竜児
    • 学会等名
      第85回日本生化学会大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-12-15
  • [学会発表] クエン酸は糖尿病ラットのケトン症、腎症、白内障、AGEs蓄積を抑制する2012

    • 著者名/発表者名
      永井竜児
    • 学会等名
      第27回日本糖尿病合併症学会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-11-02
  • [学会発表] 老化関連疾患におけるAGEsの役割2012

    • 著者名/発表者名
      永井竜児
    • 学会等名
      第23回健康医科学産業推進協議会及び第3回成果発表会
    • 発表場所
      東京(招待講演)
    • 年月日
      2012-10-31
  • [学会発表] 糖化のメカニズムと食品成分による制御2012

    • 著者名/発表者名
      永井竜児
    • 学会等名
      テックデザイン講習会
    • 発表場所
      東京(招待講演)
    • 年月日
      2012-10-24
  • [学会発表] 糖化の評価法と効率的な糖化抑制化合物の探索2012

    • 著者名/発表者名
      永井竜児
    • 学会等名
      食品開発展2012
    • 発表場所
      東京(招待講演)
    • 年月日
      2012-10-03
  • [学会発表] Inhibition of AGE formation by natural products2012

    • 著者名/発表者名
      永井竜児
    • 学会等名
      第11回国際メイラード反応シンポジウム
    • 発表場所
      フランス(招待講演)
    • 年月日
      2012-09-20
  • [学会発表] 糖化と老化関連疾患とのつながり2012

    • 著者名/発表者名
      永井竜児
    • 学会等名
      第14回 コスモフォーカスミーティング
    • 発表場所
      東京(招待講演)
    • 年月日
      2012-06-15
  • [学会発表] 杜仲粗抽出物によるコラーゲン糖化反応の抑制2012

    • 著者名/発表者名
      永井竜児
    • 学会等名
      第65回日本酸化ストレス学会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2012-06-08
  • [学会発表] コラーゲンの糖化と線維芽細胞への影響2012

    • 著者名/発表者名
      永井竜児
    • 学会等名
      機能性食品用ペプチド研究会&美容・アンチエイジング食品研究会 合同研究会
    • 発表場所
      東京(招待講演)
    • 年月日
      2012-05-24
  • [学会発表] 抗酸化ポリフェノールによるAGEs生成の抑制と加齢関連疾患予防への応用2012

    • 著者名/発表者名
      永井竜児
    • 学会等名
      第64回日本栄養・食糧学会
    • 発表場所
      仙台(招待講演)
    • 年月日
      2012-05-20
  • [図書] 基礎生化学―健康・疾病とのつながり2013

    • 著者名/発表者名
      永井竜児、大島寛史
    • 総ページ数
      259
    • 出版者
      アイ・ケイコーポレーション

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公開日: 2014-07-16  

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