老化変動因子D-アミノ酸による寿命制御機構の解明

阐明衰老可变因子D-氨基酸的寿命控制机制

基本信息

批准号：
21K06534
负责人：
齋藤康昭
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kitasato University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

我々は以前に、線虫を材料にしてD型アミノ酸が寿命に深く関与することを見出した。D-アラニンの体内含量は老化に伴って著しく増加し、若齢期（成虫1日目）と比較すると約6倍に達した。更に、D-アラニンの体内含量を低下させる目的で樹立した、線虫D-アミノ酸オキシダーゼDAO（D-アラニンの分解を担う酵素）の高発現線虫は、野生株に対して寿命が半分にまで低下した。つまり、D-アラニンは抗老化因子として寿命制御に重要な役割を果たしていることが示唆された。本研究の目的は、D-アラニンがどのように寿命制御に関与するのかを明らかにすることである。DAO高発現線虫における老化過程のD-アラニン含量；前述したDAO高発現線虫はDAOトランスジーンを染色体外に持つ。そこで、DAOトランスジーンを安定的に発現させるために紫外線照射で染色体への挿入を行った。種々の条件検討を行ったが、染色体に挿入された株を樹立することが出来なかった。D-アラニン合成酵素の探索；上記の結果から、別の方法を用いて、D-アラニンの体内含量が低下した線虫個体を得ることに着手した。すなわち、D-アラニン合成酵素を欠損した線虫変異体を得る。アラニンのラセミ化を触媒してD-アラニンを合成する酵素アラニンラセマーゼ（AlaR）は細菌と一部の真核生物で見出されているが、線虫にはそのホモログが存在しない。また、大腸菌シスタチオニンβリアーゼはAlaR活性を持つ多機能酵素であることが報告されている。我々は、AlaR N末端ドメインを持つ機能未知のタンパク質と、大腸菌シスタチオニンβリアーゼと相同性が高いシスタチオニンγリアーゼを線虫AlaRの候補とし、これらの組換えタンパク質の機能解析を行った。その結果、これらの組換えタンパク質に微弱ながらAlaR活性を検出した。

我们先前发现，使用线虫作为材料，D型氨基酸在寿命中很大程度上参与了寿命。 D-丙氨酸的身体含量随着衰老而显着增加，与年轻人相比（成人第1天），大约达到六倍。此外，表达高表达的线虫D-氨基酸氧化酶DAO（一种导致D-丙氨酸降解的酶（一种酶），这些氧化酶（一种用于降低D-丙氨酸的身体含量的酶）将其寿命降低了一半。换句话说，建议D-丙氨酸在控制寿命作为抗衰老因素方面起着重要作用。这项研究的目的是阐明D-丙氨酸如何参与寿命控制。 Dao高表达线虫的老化过程中的D-丙氨酸含量；前面提到的dao表达的线虫具有dAO转基因外肿瘤外。因此，为了稳定表达DAO转基因，通过紫外线照射在染色体上进行插入。尽管检查了各种条件，但无法确定插入染色体中的菌株。搜索D-丙氨酸合酶：基于上述结果，我们开始使用另一种方法获得D-丙氨酸的身体含量降低的线虫个体。也就是说，获得了缺乏D-丙氨酸合酶的线虫突变体。在细菌和某些真核生物中发现了丙氨酸为合成D-丙氨酸的酶化酶的丙氨酸酶（ALAR），但其同源物在线虫中不存在。还据报道，大肠杆菌胱硫醚β-裂解酶是具有Alar活性的多功能酶。我们将未知的功能蛋白与AlAR N末端结构域和胱淀粉γ裂解酶高度同源，该蛋白与大肠杆菌胱硫醚β-溶解酶高度同源，作为线虫Alar的候选物，并对这些重组蛋白进行了功能分析。结果，尽管这些重组蛋白很弱，但检测到了Alar活性。