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プロテインキナーゼGは褐色脂肪細胞の分化とミトコンドリアのバイオジェネシスを制御する

Protein Kinase G Controls Brown Fat Cell Differentiation and Mitochondrial Biogenesis

Research Article

Sci. Signal., 1 December 2009
Vol. 2, Issue 99, p. ra78
[DOI: 10.1126/scisignal.2000511]

Bodo Haas1, Peter Mayer2*, Katja Jennissen1*, Daniela Scholz1, Mauricio Berriel Diaz3, Wilhelm Bloch4, Stephan Herzig3, Reinhard Fässler5, and Alexander Pfeifer1,6†

1 Institute for Pharmacology and Toxicology, Biomedical Center, University of Bonn, 53105 Bonn, Germany.
2 Federal Institute for Drugs and Medical Devices, 53175 Bonn, Germany.
3 Molecular Metabolic Control, DKFZ-ZMBH Alliance, German Cancer Research Center (DKFZ) Heidelberg, 69120 Heidelberg, Germany.
4 Department of Molecular and Cellular Sport Medicine, German Sport University, 50933 Cologne, Germany.
5 Department of Molecular Medicine, Max Planck Institute of Biochemistry, 82152 Martinsried, Germany.
6 Pharma-Center, University of Bonn, 53105 Bonn, Germany.
* These authors contributed equally to this work.
† To whom correspondence should be addressed. E-mail: alexander.pfeifer@uni-bonn.de

要約 : 褐色脂肪組織(BAT)は、ミトコンドリアの脱共役タンパク質-1(UCP-1)によって媒介される熱生成を介するエネルギー消費の主要部位である。今回われわれは、プロテインキナーゼG(PKG)が褐色脂肪細胞の分化に必須であることを示す。脂肪生成マーカーおよび脂肪蓄積の誘導がPKGIの非存在下では損なわれた。さらに、PKGIは、一酸化窒素(NO)およびグアノシン3’,5’-一リン酸(cGMP)がミトコンドリアのバイオジェネシス(生合成)を誘導し、UCP-1の存在量を増大させる能力を媒介した。機構的には、PKGIは、RhoAおよびRho結合キナーゼ(ROCK)の活性を阻害することによって、BATにおけるインスリンシグナル伝達を制御し、それによってインスリン受容体基質-1に対するROCKの阻害作用を緩和し、下流のホスホイノシチド3-キナーゼ-Aktカスケードを活性化させることが明らかになった。このように、PKGIは、NOおよびcGMPシグナル伝達をRhoA-ROCK経路およびインスリン経路と結びつけ、それによって、褐色細胞分化中の脂肪生成および熱生成プログラムの誘導を制御する。

B. Haas, P. Mayer, K. Jennissen, D. Scholz, M. B. Diaz, W. Bloch, S. Herzig, R. Fässler, A. Pfeifer, Protein Kinase G Controls Brown Fat Cell Differentiation and Mitochondrial Biogenesis. Sci. Signal. 2, ra78 (2009).

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