2025/05/07 更新

写真a

タカハシ コウダイ
高橋 弘大
所属
理工学術院 先進理工学部
職名
助手

学歴

  • 2024年04月
    -
    継続中

    早稲田大学   理工学術院   生命医科学科  

    助手

研究分野

  • 病態医化学   NADH
 

論文

  • Suppression of ATP-dependent (S)-NAD(P)H-hydrate dehydratase expression inhibits adipocyte differentiation of 3T3-L1 preadipocytes by increasing excessive accumulation of NADHX

    Kazuki Nakajima, Kodai Takahashi, Masako Tanaka, Mina Kawashima, Koshi Machida, Yoichi Nakao, Keiyo Takubo, Nobuhito Goda

    The Journal of Biochemistry    2025年03月  [査読有り]

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    Abstract

    ATP-dependent (S)-NAD(P)H-hydrate dehydratase (NAXD) is a crucial enzyme in the nicotinamide adenine dinucleotide repair system that regenerates NAD(P)H, an essential electron donor in metabolic redox reactions. NAD+-related metabolic pathways connect cellular metabolism and the expression of genes responsible for adipogenesis; however, the biological significance of the NAXD-mediated repair pathway remains unclear. Herein, we showed that NAXD is essential for normal adipocyte differentiation of 3T3-L1 murine preadipocytes. Silencing of the Naxd gene attenuated differentiation-induced lipid accumulation with excessive accumulation of hydrated NADH (NADHX) without altering NAD+ levels. FK866, a specific inhibitor of NAMPT, further reduced lipid accumulation even in Naxd-silenced cells with substantial decrease in NAD+. Supplementation with nicotinamide mononucleotide, a precursor of NAD+, restored NAD+ levels comparably in Naxd- and LacZ-silenced cells treated with FK866, but failed to recover adipocyte differentiation of Naxd-silenced cells to the level of LacZ-silenced cells. In contrast, exposure of wild-type 3T3-L1 cells to NADHX recapitulated the Naxd deficiency-elicited inhibitory effects on adipocyte differentiation with reduced expression of master transcriptional regulators of adipogenesis, peroxisome proliferator-activated receptor γ and CCAAT/enhancer binding protein α. These results suggest that NAXD supports normal adipogenesis, in part, by inhibiting excessive accumulation of NADHX.

    DOI

 

特定課題制度(学内資金)

  • ビオチンリンカー付加水酸化NADHの合成および単離精製

    2024年  

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    ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD)は,生命において電子伝達体や酵素基質として働く重要な低分子化合物である。還元型NAD(NADH)は高温・酸性といったストレスや酵素副反応により水和され,電子伝達体としての機能を喪失した水酸化NADHへと変換される。先行研究において、水酸化NADHを再びNADHへと修復する酵素であるNAD(P)HX dehydratase(NAXD)の発現を抑制した脂肪前駆細胞では野生型と比べて水酸化NADHが蓄積し,分化が抑制されることが明らかとなっている。しかし,水酸化NADHの標的タンパク質および脂肪細胞分化抑制分子機構は未解明である。本研究課題では,水酸化NADHの標的タンパク質を同定することを目的とし,ビオチンリンカー付加水酸化NADHの合成および単離精製を目指した。具体的には、NHSエステルによるアミン反応性架橋剤化学を用いた。NADHはNHSエステルと反応性を示し,2つのアミノ基に対して同程度にビオチンリンカー付加が起きることをLC-MS/MSで確認した。さらに,ビオチンリンカー付加NADHを水酸化し,LC-MS/MSを用いて未反応のビオチン付加NADHと目的物質であるビオチンリンカー付加水酸化NADHの分離条件の検討を行った。両ビオチンリンカー付加化合物はニコチンアミドにおける水分子1つ分しか異ならないこと、ビオチンリンカーの疎水性がNADHと比べて高いことからLCでの分離は困難であると予想された。しかし、普遍的に用いられるODSカラムにアミノ基を修飾したカラムを用いて分離することに成功した。以上より,ビオチンリンカー付加水酸化NADHの合成および単離・精製方法を確立した。今後は、この化合物を用いて水酸化NADHの標的タンパク質の同定および脂肪細胞分化抑制分子機構の解明を目指す。