食事性GABAは、マウス骨格筋における新規イミダゾールペプチドホモカルノシンの内因性合成を誘導します

カルノシン（β-アラニル - ヒスチジン）は、骨格筋の高濃度で存在するイミダゾールジペプチドであり、有益な役割を果たします。しかし、骨格筋のカルノシンレベルを上げるためのカルノシンまたはβ-アラニンの経口摂取は、低い効率や副作用などの欠点を持っています。したがって、カルノシンとの構造的類似性に基づいて、骨格筋のための新しい代替イミダゾールペプチドとしてホモカルノシン（γ-アミノ酪酸 - ヒスチジン）を提案しました。骨格筋に内因性ホモカルノシン合成を誘導するために、マウスに0、0.5、2、または5％γ-アミノ酪酸（GABA）と混合した基底食を6週間与えました。予想どおり、対照群（0％GABA）では、GABAとホモカルノシンが微量濃度で存在していました。骨格筋ホモカルノシンレベルは、2％および5％GABA摂取基で有意に増加しました（10倍、p <0.01および53倍、p <0.01;それぞれ対照群の摂取量と比較して、0.5％GABA摂取量は誘発されませんでした。効果。GABAの摂取量は、カルノシン、アンセリン、およびβ-アラニンのレベルに影響を与えませんでした。2週間2％GABA摂取量を投与したマウスへのビガバトリン（GABAトランスアミナーゼ（GABA-T））投与により、肝臓でGABA-T阻害が発生しました。その後、循環GABAレベルの43倍の増加と骨格筋ホモカルノシンレベルの傾向の増加が観察されました。したがって、骨格筋ホモカルノシン合成は、組織にその基質GABAを供給することにより誘導できます。GABAの可用性はGABA分解を介してGABA-Tによって厳しく調節されるため、GABAまたはβ-アラニン分解の阻害剤は、骨格筋イミダゾールジペプチドの増加のための新しい潜在的な介入である可能性があります。

Carnosine (β-alanyl-L-histidine) is an imidazole dipeptide present at high concentrations in skeletal muscles, where it plays a beneficial role. However, oral intake of carnosine or β-alanine to increase skeletal muscle carnosine levels has disadvantages such as low efficiency and side effects. Therefore, we proposed homocarnosine (γ-aminobutyryl-L-histidine) as a novel alternative imidazole peptide for skeletal muscle based on its structural similarity to carnosine. To induce endogenous homocarnosine synthesis in skeletal muscles, mice were fed a basal diet mixed with 0, 0.5, 2, or 5% γ-aminobutyric acid (GABA) for 6 weeks. As expected, in the control group (0% GABA), GABA and homocarnosine were present in trace concentrations. Skeletal muscle homocarnosine levels were significantly increased in the 2% and 5% GABA intake groups (tenfold, P < 0.01 and 53-fold, P < 0.01; respectively) relative to those of the control group, whereas 0.5% GABA intake induced no such effect. GABA intake had no effect on the levels of carnosine, anserine, and β-alanine. Vigabatrin (inhibitor of GABA transaminase (GABA-T)) administration to mice receiving 2% GABA intake for 2 weeks led to GABA-T inhibition in the liver. Subsequently, a 43-fold increase in circulating GABA levels and a tendency increase in skeletal muscle homocarnosine levels were observed. Therefore, skeletal muscle homocarnosine synthesis can be induced by supplying its substrate GABA in tissues. As GABA availability is tightly regulated by GABA-T via GABA degradation, inhibitors of GABA or β-alanine degradation could be novel potential interventions for increasing skeletal muscle imidazole dipeptides.