食餌摂取に応答する組織蛋白質合成の翻訳開始調節機構の解析

组织蛋白合成翻译起始响应食物摄入的调控机制分析

基本信息

批准号：
10760085
负责人：
吉澤史昭
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Morioka Junior College,Iwate Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10760085/
关键词：
protein synthesis leucine eIF4E eIF4G 4E-BP1 dietary protein eukaryotic initiation factor eIF4E eukaryotic initiation factor eIF4G

项目摘要

これまでの研究で、食餌摂取に伴う肝臓および骨格筋での急激な蛋白質合成の亢進は、翻訳開始活性の上昇がその一因で、翻訳開始過程の中でも開始因子2(eIF2)が介するステップではなく、集合的に開始因子4(eIF4)と呼ばれている蛋白質familyが介するmRNAのリボソーム40S subunitへの結合のステップが重要な調節部位であり、更に、食餌摂取に伴うeIF4が介する翻訳開始ステップの活性化には食餌中の蛋白質が必須であることを明らかとした。そこで、蛋白質を構成するアミノ酸に注目し、アミノ酸の中でも蛋白質合成促進作用を有することが示唆されている分岐鎖アミノ酸に注目し、これらのアミノ酸の蛋白質合成およびeIF4の活性に対する影響について検討した。SD系雄ラット(体重約200g)を18時間絶食とし4群に分け、1群には対照群として生理的食塩水を、1群には蒸留水に懸濁したロイシンを体重1kg当たり1.35g(この種のこの週齢のラットが1日に摂取するAIN-93配合の精製飼料中に含まれるロイシン量に等しい)を、1群には同量のイソロイシンを、残る1群には同量のバリンを経口用ゾンデ針を用いて経口投与し、1時間後に屠殺した。その結果、ロイシンを投与した場合のみ、骨格筋の蛋白質合成が刺激された。更に、ロイシン投与群は対照群と比べて、4E-BP1のリン酸化が増加し、4E-BP1がeIF4Eから離れ、不活性なeIF4E・4E-BP1複合体量が減少し、eIF4Gと結合しているeIF4Eが増加した。一方、肝臓の蛋白質合成もロイシンにより刺激されたが、骨格筋と比べてその程度は小さかった。以上の結果から、分岐鎖アミノ酸の中でもロイシンだけが蛋白質合成促進作用を有し、更にeIF4が介する翻訳開始ステップの活性化が蛋白質合成亢進の一因であることが明らかとなった。また、ロイシンの蛋白質合成促進作用には、臓器特異性があることが示唆された。

先前的研究表明，与饮食摄入相关的肝脏和骨骼肌中蛋白质合成的快速增加部分是由于翻译起始活性的增加，以及翻译起始过程中由起始因子 2 (eIF2) 介导的步骤mRNA 核糖体 40S 由统称为起始因子 4 (eIF4) 的蛋白质家族介导。我们发现与亚基的结合步骤是一个重要的调节位点，膳食蛋白对于食物摄入后 eIF4 介导的翻译起始步骤的激活至关重要。因此，我们重点关注构成蛋白质的氨基酸，其中，我们重点关注被认为具有促进蛋白质合成作用的支链氨基酸，并研究了这些氨基酸对蛋白质合成的影响。蛋白质合成和 eIF4 活性。 SD雄性大鼠(体重约200g)禁食18小时，分为4组，一组接受生理盐水作为对照组，另一组接受1.35g/kg体重悬浮于蒸馏水中的亮氨酸(A)。该物种在该年龄的大鼠一组接受相同量的异亮氨酸（相当于每天摄入的含有AIN-93的纯化饲料中所含的亮氨酸的量），其余组使用口腔探针接受相同量的缬氨酸。将动物口服并处死。 1小时后。结果表明，只有在给予亮氨酸时，骨骼肌蛋白质的合成才会受到刺激。此外，在亮氨酸处理组中，与对照组相比，4E-BP1的磷酸化增加，4E-BP1与eIF4E分离，失活的eIF4E/4E-BP1复合物的量减少，并且与eIF4G的结合增加。。另一方面，亮氨酸也刺激肝脏中的蛋白质合成，但程度低于骨骼肌中的蛋白质合成。上述结果表明，在支链氨基酸中，只有亮氨酸具有蛋白质合成促进作用，此外，由eIF4介导的翻译起始步骤的激活是蛋白质合成增强的贡献因素。此外，表明亮氨酸的蛋白质合成促进作用具有器官特异性。