NAD依存性脱アセチル化酵素SIRT5による、がん細胞での代謝制御機構の解明

NAD依赖性脱乙酰酶SIRT5阐明癌细胞代谢控制机制

基本信息

批准号：
23890068
负责人：
中川崇
金额：
$ 2.08万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011-08-24 至 2013-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-23890068/
关键词：
がん代謝アセチル化

项目摘要

がん細胞では、その急速な増殖様式に適応すべく、正常細胞とは違った代謝経路を使う事が知られている。例えば、多くのがん細胞では酸素存在化でも、エネルギー供給源を酸化的リン酸化ではなく、解糖系に多く依存しており、これらはWarburg効果として広く知られている。また正常細胞ではTCAサイクルに供給される基質は、解糖系由来もしくは脂肪酸酸化由来のピルビン酸、アセチルCoAが主であるが、がん細胞では、アミノ酸代謝、特にグルタミン酸由来のα-ケトグルタル酸が好んで使われる。このように、がん細胞では、正常細胞とは異なった特異的な代謝経路を有しているが、それらの制御機構は未だ不明な部分が多い。NAD依存性脱アセチル化酵素Sirtuinは様々なタンパク質を基質とし、それらの脱アセチル化を通して老化・老化関連疾患に関わっている。ミトコンドリアにはSIRT3,4,5の3つのSirtuinが局在し、特にSIRT3はミトコンドリア内の代謝酵素を基質とし、がん細胞での代謝に関わっているが知られている。そこで今研究では、もう一つのミトコンドリアSirtuinであるSIRT5が、がん細胞において代謝経路の制御に関わっているのかを明らかにすべく、がん細胞特異的な新規基質の同定を含め、SIRT5のがん細胞での機能解明を目指した。本年度は新規基質の候補として幾つかのタンパク質を同定した。それらは、今までに、ミトコンドリアSirtuinの基質として報告されていない、新規基質候補であった。また、SIRT5の欠損もしくは過剰発現したがん細胞株における代謝産物のプロファイリングを行うため、LC-MSによる、代謝産物の半網羅的定量ができる実験系の準備を行った。今後は、同定した基質候補について詳細な解析を行うとともに、上述の実験系を使って、代謝プロファイリングについて検討していきたい。

在癌细胞中，已知使用从正常细胞不同的代谢途径来适应快速生长样式。例如，在许多癌细胞中，氧气的存在通常取决于糖性的，而不是氧化的磷酸化，而是被广泛称为沃伯格效应。在正常细胞中，供应到TCA循环的底物主要是甲酸和乙酸衍生或源自脂肪酸的，但是在癌细胞中，氨基酸代谢，尤其是源自谷氨酸的α-酮酸盐酸。。因此，癌细胞具有与正常细胞不同的特定代谢途径，但这些控制机制仍然未知。 NAD依赖性的乙酰化酶Sirtuin基于各种蛋白质，并通过去除乙酰化与衰老和衰老相关疾病有关。线粒体具有三个SIRTUIN，一个SIRT3、4和5，并以其在线粒体中的代谢而闻名，尤其是在癌细胞中的代谢中。因此，在这项研究中，SIRT5，包括鉴定癌细胞特异性新底物，以阐明我们旨在阐明细胞中的其他线粒体SIRTUIN是否参与了癌细胞中代谢途径的控制。今年，几种蛋白质被确定为新底物的候选者。它们是新的底物，尚未报告为线粒体Sirtuin的底物。另外，为了概述赤字或过度癌细胞库存中的代谢产物，LC-MS准备了一个可以定量量化代谢产物的实验系统。将来，我想对已确定的底物候选者进行详细分析，并考虑使用上述实验系统进行代谢分析。