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研究概要
広義のタンパク質生合成、すなわち遺伝情報の発現過程は、DNAからmRNAへ遺伝情報を転写する段階で制御されるばかりでなく、mRNAからタンパク質へ翻訳する過程やmRNAの寿命、切断加工を調節することによっても行われる。これらの制御は総称して遺伝子発現の転写後調節と呼ばれている。最近ようやく調節機構が明らかになり始めた転写後調節のうち、特に翻訳段階での調節に注目し、栄養素による翻訳調節機構の解明を目指して研究を行っている。
食餌摂取に応答して肝臓及び骨格筋のタンパク質合成速度は上昇することが知られている。18時間絶食にしたラット、あるいは、マウスにタンパク質を含む精製完全飼料を再摂取させると、タンパク質合成速度の急激な上昇が肝臓と骨格筋の両組織で見られた。給餌開始直後にこの変化が観察されたことから、食餌摂取の刺激はタンパク質合成の翻訳段階に及んでいるものと考え、翻訳活性変化の指標となるポリソ-ムプロファイルを作成しその変化を調べた。その結果、食餌再摂取によりポリソ-ムサイズの増加が両組織において観察され、翻訳開始段階が刺激されていることが確認された。そこで翻訳開始段階に注目し、食餌摂取の影響を調べた。翻訳開始段階は少なくとも十数種類の開始因子が関係する非常に複雑な過程であるため、翻訳開始調節において中心的な働きをしており、かつその活性調節機構が明らかになっている翻訳開始因子２(eIF2)、翻訳開始因子４(eIF4)の活性変化の解析を行い、食餌摂取の刺激が最終的にどの開始因子の活性化を導き翻訳開始段階を活性化するのかを検討した。その結果、翻訳開始過程の中でも従来考えられてきたeIF2が介するmet-tRNAiのリボソーム 40S サブユニットへの結合のステップではなく、eIF4が介するmRNAのリボソーム40S サブユニットへの結合のステップが重要な調節部位であることを突き止めた。また、食餌摂取に応答した翻訳開始段階の活性化のシグナルとしては、食餌タンパク質由来のアミノ酸、中でも特に分岐鎖アミノ酸の一つであるロイシンが決定的な役割を果たしていることを個体を用いた摂食実験により明らかにした。
現在、ロイシンの翻訳開始段階の活性化シグナルの伝達経路の検索を行っている。
業績
翻訳調節に関する論文
1) Fujita, S., Dreyer, H.C., Drummond, M.J., Glynn, E.L., Cadenas, J.G., Yoshizawa, F., Volpi, E., and Rasmussen, B.B.
Nutrient Signalling in the Regulation of Human Muscle Protein Synthesis.
J. Physiol. (in press)
2) Yamaoka, I., Doi, M., Nakayama, M., Ozeki, A., Mochizuki, S., Sugahara, K., and Yoshizawa, F.
Intravenous administration of amino acids during anesthesia stimulates muscle protein synthesis and heat accumulation in the body.
Am. J. Physiol. 290, E882-888, 2006
3) Hashi, M., Yoshizawa, F., Onozuka, E., Ogata, M., and Hara, H.
Adaptive changes in translation initiation activities for rat pancreatic protein synthesis with feeding of a high-protein diet.
J. Nutr. Biochem. 16, 507-512, 2005
4) 吉澤史昭，堺井留以子，大関茜，山岡一平，土居雅子，中山満雄，菅原邦生
麻酔下での分岐鎖アミノ酸の投与がエネルギー代謝に与える影響
必須アミノ酸研究 NO.173, 34-39, 2005
5) Yoshizawa F., Sekizawa, H., Hirayama, S., Yamazaki, Y., Nagasawa, T., and Sugahara, K.
Tissue-specific regulation of 4E-BP1 and S6K1 phosphorylation by alpha-ketoisocaproate.
J. Nutr. Sci. Vitaminol. 50, 56-60, 2004
6) 吉澤史昭,
分岐鎖アミノ酸による体タンパク質の代謝制御
栄養生理研究会報 47, 9-26, 2003
7) 吉澤史昭,渡辺恵美,菅原 邦生,田中秀幸,名取靖郎
エチオニンにより誘導されるATP濃度低下により肝臓の翻訳開始調節因子のリン酸化は低下する
必須アミノ酸研究 NO.166, 29-33, 2003
8) Yoshizawa F., Watanabe E., Sugahara K., and Natori Y.
Translational initiation regulators are hypophosphorylated in rat liver during ethionine-mediated ATP depletion.
Biochem. Biophys. Res. Commun. 298, 235-239, 2002
9) Yoshizawa F., Hirayama, S., Sekizawa, H., Nagasawa, T., and Sugahara, K.
Oral administration of leucine stimulates phosphorylation of 4E-BP1 and S6K1 in skeletal muscle but not in liver of diabetic rats. J.Nutr.Sci.Vitaminol. 48, 59-64, 2002
10) Yoshizawa F., Sekizawa, H., Hirayama, S., Hatakeyama, A., Nagasawa, T., and Sugahara, K.
Time course of leucine-induced 4E-BP1 and S6K1 phosphorylation in the liver and skeletal muscle of rats.
11) Yoshizawa F., Kido T., and Nagasawa T.
Rapid dephosphorylation of eIF4E by dietary protein in the skeletal muscle and liver of food-deprived rats.
Biosci. Biotechnol. Biochem. 65, 958-961, 2001
12) Anthony, T.G., Anthony, J.C., Yoshizawa, F., Kimball, S.R., and Jefferson, L.S.
Oral administration of leucine stimulates ribosomal protein mRNA translation but not global rates of protein
synthesis in the liver of rats. J .Nutr. 131, 1171-1176, 2001
13) Yoshizawa, F., Miura, Y., Tsurumaru, K., Kimata, Y., Yagasaki, K., and Funabiki, R.
Elongation factor 2 in the liver and skeletal muscle of mice is decreased by starvation.
Biosci.Biotechnol.Biochem. 64, 2482-2485, 2000
14) Anthony, J.C., Yoshizawa, F., Anthony, T.G., Vary, T.C., Jefferson, L.S., and Kimball, S.R.
Leucine stimulates translation initiation in skeletal muscle of post-absorptive rats via a rapamycin-sensitive
pathway. J.Nutr. 130, 2413-2419, 2000
15) Yoshizawa, F., Kido, T., and Nagasawa, T.
Stimulative effect of dietary protein on the phosphorylation of p70 S6 Kinase in the skeletal muscle and liver of food-deprived rats. Biosci.Biotechnol.Biochem. 63, 1803-1805, 1999
16) 吉澤史昭,
食餌蛋白質による翻 訳開始調節. 必須アミノ酸研究 NO.152, 103-109, 1998
17) Yoshizawa, F., Kimball, S.R., Vary, T.C., and Jefferson, L.S.
Effect of dietary protein on translation initiation in rat skeletal muscle and liver.
Am. J. Physiol. 275, E814-E820, 1998
18) Yoshizawa, F., Kimball, S.R., and Jefferson, L.S.
Modulation of translation initiation in rat skeletal muscle and liver in response to food intake.
Biochem. Biophys. Res. Commun. 240, 825-831, 1997
19) Yamauchi, T., Tobe, K., Tamemoto, H., Ueki, K., Kaburagi, Y., Yamamoto-Honda, R., Takahashi, Y.,
Yoshizawa, F., Aizawa, S., Akanuma, Y., Sonenberg, N., Yazaki, Y., and Kadowaki, T.
Insulin signalling and insulin actions in the muscles and livers of insulin-resistant, insulin receptor substrate 1-deficient mice. Mol. Cell. Biol. 16, 3074-3084, 1996
20) Yoshizawa, F., Endo, M., Ide, H., Yagasaki, K., and Funabiki, R.
Translational regulation of protein synthesis in the liver and skeletal muscle of mice in response to refeeding.
J. Nutr. Biochem. 6, 130-136, 1995
21) Yoshizawa, F., Tonouchi, A., Miura, Y., Yagasaki, K., and Funabiki, R.
Insulin-stimulated polypeptide chain elongation in the soleus muscle of mice.
Biosci. Biotechnol. Biochem. 59, 348-349, 1995
22) 吉澤史昭、舩引龍平
栄養状態と、翻訳レベルにおける蛋白質合成活性の変動
外科と代謝・栄養 26, 511-514. 1992
タンパク質代謝に関する論文
1) Kanazawa, T., Taneike, I., Akaishi, R., Yoshizawa, F., Furuya, N., Fujimura, S., and Kadowaki, M.
Amino acids and insulin control autophagic proteolysis through different signaling pathways in relation to mTOR in isolated rat hepatocytes.
J. Biol. Chem. 279, 8452-8459, 2004
2) Nagasawa, T., Kido, T., Yoshizawa, F., Ito, Y., and Nishizawa, N.
Rapid suppression of protein degradation in skeletal muscle after oral feeding of leucine in rats.
J. Nutr. Biochem. 13, 121-127, 2002
3) Nagasawa, T., Hirano, J., Yoshizawa, F., and Nishizawa, N.
Myofibrillar protein catabolism is rapidly suppressed following protein feeding.
Biosci. Biotechnol. Biochem. 62, 1932-1937, 1998
4) Yoshizawa, F., Nagasawa, T., Nishizawa, N., and Funabiki, R.
Protein synthesis and degradation change rapidly in response to food intake in muscle of food-deprived mice.
J. Nutr. 127, 1156-1159, 1997
5) Nagasawa, T., Yoshizawa, F., and Nishizawa, N.
Plasma N-Methylhistidine concentration is a sensitive index of myofibrillar protein degradation during starvation in rats. Biosci. Biotechnol. Biochem. 60, 501-502, 1996
6) Funabiki, R., Yagasaki, K., Hara, H., Nyumura, N., Yoshizawa, F., and Saito, K.
In vivo effect of L-leucine administration on protein synthesis in mice.
J. Nutr. Biochem. 3, 401-407, 1992
糖代謝に関する論文
1) 吉澤史昭．
分岐鎖アミノ酸によるタンパク質代謝調節と糖代謝調節．
アミノ酸研究, 1, 9-17. 2008
2）土居雅子，山岡一平，中山満雄，菅原邦生，吉澤史昭
アミノ酸による血糖値低下作用－イソロイシンのグルコース代謝へ及ぼす影響について－．
栄養生理研究会報, 52, 27-36. 2008.
3) Doi, M., Yamaoka, I., Nakayama, M., Sugahara, K., and Yoshizawa, F.
Hypoglycemic effect of isoleucine involves increased muscle glucose uptake and
whole body glucose oxidation, and decreased hepatic gluconeogenesis.
Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. (in press)
4) 吉澤史昭、渡辺陽介，土居雅子、山岡一平、中山満雄、菅原邦生
イソロイシンの経口投与による血糖値低下作用の解析
必須アミノ酸研究 NO.175, 1-7, 2006
5) Doi, M., Yamaoka, I., Nakayama, M., Mochizuki, S., Sugahara, K., and Yoshizawa, F.
Isoleucine, a Blood Glucose-Lowering Amino Acid, Increases Glucose Uptake in Rat Skeletal Muscle in the Absence of Increases in AMP-Activated Protein Kinase Activity.
J. Nutr. 135, 2103-2108, 2005
その他の論文
1) Elkhalil, A.O., Nilsen-Hamilton, M., Yoshizawa, F., and Sugita, S.
Expression of SIP24 in the peripartum and postpartum rat uterus.
Connect. Tissue. Res. 46, 235-241, 2005
2) Zhou, W., Aoyama, M., Yoshizawa, F., and Sugahara K.
Developmental increases in hypothalamic neuropeptide Y content with the embryonic age of meat- and layer-type chicks.
Brain, Res. 1072, 26-29, 2006
3）Zhou, W., Murakami, M., Hasegawa, S., Yoshizawa, F., and Sugahara K.
Neuropeptide Y content in the hypothalamic paraventricular nucleus responds to fasting and refeeding in broiler chickens.
Comp. Biochem. Physiol. A Mol. Integr. Physiol. 141, 146-152, 2005
4) Tachibana, T., Hiramatsu, K., Furuse, M., Hasegawa, S., Yoshizawa, F., and Sugahara K.
Distribution of proglucagon mRNA and GLP-1 in the brainstem of chicks.
Comp. Biochem. Physiol. A Mol. Integr. Physiol. 140, 203-207, 2005
5) Sugahara, K., Matsumoto, M., Yamada, M., Yoshizawa, F., and Karasawa, Y.
Effect of bilateral cecal ligation on use of dietary energy in growing chickens.
Anim. Sci. J. 75, 417-422, 2004
6) Tachibana, T., Hirofuji, K., Matsumoto, M., Furuse, M., Hasegawa, S., Yoshizawa, F., and Sugahara, K.
The hypothalamus is involved in the anorexic effect of glucagon-like peptide-1 in chicks.
Comp. Biochem. Physiol. A. Mol. Integr. Physiol. 137, 183-188, 2004
7) Tachibana, T,, Matsumoto, M., Furuse, M., Hasegawa, S., Yoshizawa, F., and Sugahara, K.
Central, but not peripheral, glucagon-like peptide-1 inhibits crop emptying in chicks.
Comp. Biochem. Physiol. A. Mol. Integr. Physiol. 134, 777-781, 2003
総説
1) 吉澤史昭、長澤孝志
代謝調節因子として注目される分岐鎖アミノ酸
化学と生物 45(3), 203-210, 2007
2) 吉澤史昭
タンパク質合成の調節機構とアミノ酸
臨床スポーツ医学 22(7) 785-791, 2005
3) Yoshizawa, F., Nagasawa, T., and Sugahara, K. Effect of orally administered branched-chain amino acids on protein synthesis and degradation in rat skeletal muscle.
Asian-Aust. J. Animal. Sci. 18, 133-140, 2005
4) Yoshizawa, F.
Regulation of protein synthesis by branched-chain amino acids in vivo.
Biochem. Biophys. Res. Commun. 313, 417-422, 2004
5) 吉澤史昭
体タンパク質合成の翻訳段階調節に関する栄養生化学的研究
日本栄養・食糧学会誌 56(2)117-125, 2003
著書
1) タンパク質・アミノ酸の化学
岸恭一、西村敏英 監修、（社）日本必須アミノ酸協会 編（工業調査会）2007.3.15
第３章 タンパク質合成とアミノ酸（P117-178)
2) アミノ酸の機能特性
日本栄養・食糧学会 監修、矢ヶ崎一三、門脇基二、舛重正一、横越英彦 責任編集（建帛社）2007.3.30
第２章 分岐鎖アミノ酸とタンパク質合成制御（P49-88）
3) 分子栄養学 金本龍平 編 （化学同人）
6.4 タンパク質合成のシグナル伝達 (P100-105)
4) タンパ ク質代謝研究法 野口忠、舩引龍平、門脇基二 編著（学会出版センター）
VII タンパク質合成に関与する重要因子の測定法 4-6節 (p155-180)
5) 細胞外マトリクス研究法（５）-基礎知識からデータの解釈まで- 第IV部「機能解析法 下」
畑隆一郎、服部 俊治、新井 克彦 編（コラーゲン技術研修会）
4章. 疾患モデルと遺伝子導入 動物 a. 疾患モデルの作製とその利用（５）糖尿病 (P73-80)
テレビ出演
[2006]
2006年9月15日 18：55-20：45 TBS
「金スペ カラダ改善」
[2005]
2005年6月４日 18:55-20:54 TBS
「スーパーフライデー 発見！
奇跡のアミノ酸夏までにキレイになるカラダ改善研究所」
2005年6月24日 8:30-9:50 TBS
「はなまるマーケット」とくまる：マグロ活用術
2005年7月24日 12:30-13:24 BS-i
「発見！奇跡のアミノ酸カラダ改善研究所」
2005年8月23日 8:00-9:55 フジテレビ
「とくダネ！」レディゴー：夏バテ特集
スポーツ誌
[2006]
T.Tennis ７月号 p60-61（学習研究社）
「効果があるのは、BCAAだけ!! 勝ちたいならこれを取れ！」
ワールドサッカーグラフィック ７月号増刊 p95（ぴあ株式会社）
「頑張る君をサポート Vol.1 BCAAで強くなる」
ストライカーデラックス 7・8月号（学習研究社）
「パフォーマンスアップにBCAAが欠かせない!!」
ワールドサッカーグラフィック 8月号 p77（ぴあ株式会社）
「頑張る君をサポート Vol.2 BCAAで強くなる」
日経ヘルス 8月号（日経BP社）
「アミノ酸(BCAA)で太りにくい体に」
[2005]
サッカーマガジン ６月７日号 p34
「サッカーにおける「BCAA」の重要性」
SWIMMING MAGAZINE ６月号 p17
「注目のアミノ酸 正しいBCAAの使い方」
近代柔道 ６月号 p10
「BCAA効果を体感しよう！」
陸上競技マガジン ６月号 p94
「春から記録アップを狙うならBCAAがオススメ！」
コーチング・クリニック ７月号 p52-53
「アスリートの身体づくりとBCAA」
コーチング・クリニック ８月号 p52-53
「BCAAの知識と活用法」
テニスマガジン ７月号 p127
「テニスをするなら覚えておきたいBCAAの基礎知識」
Basketball MAGAZINE 7月号 p8
「勝負所で活躍できる選手になるなら-BCAAがオススメ！」
ストライカーデラックス 7月号 p116-118
「BCAAでライバルに差をつけろ！！」
女性誌
[2006]FYTTE ８月号 p115-121（学習研究社）
「やせる「たんぱく質」のとり方大研究！」
[2005]
FYTE ９月号 p38-39
メリハリボディーをつくるカギは「BCAA]摂取にあった！
日経WOMAN ９月号 p98
今月のトレンドチェック！ BCAA
レタスクラブ 10/25号 p103-107
やせる！最強ウォーキング
啓蒙書
代謝美人でシャッキリ！単行本: 147 p ; サイズ(cm): 19 x 13
出版社: 幻冬舎ルネッサンス
ISBN: 4779000025 ; (2005/06/28)
主な講演（学会を除く）
2003年
10/21 群馬県立渋川高等学校 「アミノ酸って本当に体にいいの？」
10/23 栃木県立宇都宮女子高等学校 「アミノ酸って本当に体にいいの？」
11/21 社団法人 日本必須アミノ酸協会（東京大学 山上会館）「タンパク質合成とアミノ酸」
2004年
2/28 宇都宮市民大学（宇都宮市中央生涯学習センター） 「アミノ酸って本当に体にいいの？」
8/25 第39回徳島県高等学校研究大会保健体育学会（グリーンヒルあなぶき）「アミノ酸の基礎知識～アミノ酸ってカラダに良いの？」
9/23 財団法人 京都市体育協会（京都アクアリーナ １階会議室） スポーツメディカル講座 「これで納得！ アミノ酸のウソ？ホント！」
10/13 財団法人 東京都栄養士会（大塚製薬株式会社東京支店）「蛋白質とアミノ酸合成」
11/6 社団法人 北海道栄養士会札幌石狩支部 （札幌市教育文化会館）「アミノ酸って本当に体にいいの？ タンパク質代謝を調節する作用に注目して」
11/21 財団法人 群馬県栄養士会（群馬県勤労福祉センター）「アミノ酸の代謝について」
2005年
3/5 財団法人 日本体育協会 エンジョスポーツセミナ－（大阪商工会議所）「体つくりとアミノ酸」
3/9 豊島区体育協会 （豊島区勤労福祉会館）「スポーツと栄養～アミノ酸(BCAA)の可能性～」
5/11 平成17年度茨城県高等学校総合体育大会総合開会式（笠松運動公園体育館）「からだづくりとアミノ酸」
6/4 BCAAセミナー（NASダイゴロー主催）（京都市醍醐交流会館ホール)「これで納得・・・アミノ酸のウソ？ホント！」
6/15 BCAAセミナー（横浜市スポーツ医科学センター）「体つくりにおけるBCAAの役割」
7/12 ICAASの「アミノ酸の科学シリーズ講演会」第五回（レベル21（東京会館）｢タンパク質合成翻訳調節におけるアミノ酸の機能」
10/1 財団法人 日本体育協会＜メディカルスタッフセミナー＞（大阪YMCA国際文化センター） 「体づくりとアミノ酸」
2006年
1/22 第１回群馬県フィットネスインストラクター研修会（ホテルメトロポリタン高崎）
「アミノ酸の基礎知識～運動時にアミノ酸を摂ると本当にいいの？～」
1/26 第１３回三重県スポーツ医・科学セミナー・VICTORY SUMMIT（三重県男女共同参画センター 多目的ホール）
「アミノ酸の基礎知識～運動時にアミノ酸を摂ると本当にいいの？～」
1/29 第１回新潟県フィットネスインストラクター研修会（朱鷺メッセ）
「アミノ酸の基礎知識～運動時にアミノ酸を摂ると本当にいいの？～」
2/7 土浦市スポーツ小年団研修会（霞ヶ浦文化体育会館視聴覚室）
「体づくりとアミノ酸」
3/2 株式会社富士薬品 第５回ヘルシーアップセミナー（大宮ソニックシティ小ホール）
「アミノ酸のウソ？ホント！―アミノ酸って本当に体にいいの？―」
3/12 第１回フィットネスインストラクター埼玉研修会（浦和東武ホテル）
「アミノ酸の基礎知識～運動時にアミノ酸を摂ると本当にいいの？～」
3/18 財団法人 日本体育協会 エンジョスポーツセミナ－（科学技術館・サイエンスホール）
「体つくりとアミノ酸」
4/23 第１回茨城県フィットネスインストラクター研修会（つくば国際会議場）
「アミノ酸の基礎知識～運動時にアミノ酸を摂ると本当にいいの？～」
5/14 京都スポーツ文化研究会シンポジウム（キャンパスプラザ京都）
「アミノ酸（BCAA）～いつ、どこで、何を、どれくらい摂るの？～」
6/3 奈良県スポーツ栄養研究会（奈良女子大学講堂）
「これで納得！アミノ酸のうそ？ホント！」
6/12 栃木県栄養士会大田原支部研修会（那須塩原市健康長寿センター）
「アミノ酸の基礎知識」
6/25 京都アミノバリューBCAAセミナー（池坊短期大学）
「アミノ酸の基礎知識～運動時にアミノ酸を摂ると本当にいいの？～」
7/8 平成１８年度安足地区スポーツ活動指導者講習会（佐野市アリーナたねま）
「生涯スポーツを栄養について」
9/12 第７回いきいき健康セミナー（春日部市民文化会館）
「健康とアミノ酸～最近のアミノ酸情報～」
10/18 平成１８年度足利市スポーツ指導者養成講座（足利市民体育館）
「スポーツ栄養学」
10/23 クスリのコダマヘルシーアップセミナー（新潟市民プラザ）
「毎日元気でいよう～アミノ酸摂取の重要性」
11/11 エンジョイ・スポーツセミナー（兵庫会場）（兵庫県民会館）
「アミノ酸の基礎知識－スポーツにアミノ酸を上手に活用しよう－」
（学会・研究会での講演）
その他（企業での講演など）66回
講演依頼は fumiaki@cc.utsunomiya-u.ac.jp まで