GADL1は、β-アラニンおよびカルノシン産生に組織特異的な役割を担う多機能脱カルボキシラーゼです

カルノシンおよび関連するβ-アラニン含有ペプチドは、重要な抗酸化物質、pH緩衝液、および神経調節剤であると考えられています。しかし、彼らの生合成経路と治療の可能性はまだ議論されています。この研究では、酵素グルタミン酸デカルボキシラーゼ様1（GADL1）を欠く最初の動物モデルについて説明しています。GADL1 - / - マウスは、特に嗅球、大脳皮質、および骨格筋にβ-アラニン、カルノシン、およびアンセリンが不足していることを示しています。GADL1 - / - マウスは、不安の減少、酸化ストレスマーカーのレベルの増加、エネルギーと脂質代謝の変化、および年齢に関連する変化も示しました。GADL1活性部位の検査により、酵素にはアスパラギン酸およびシステインスルフィン酸を含む複数の生理学的基質があることが示されました。ヒトの遺伝的研究は、GADL1遺伝子座とカルノシンの血漿レベル、主観的な幸福、および筋力の強い関連性を示しています。一緒に、これはカルノシンペプチドの多面的で臓器特異的な役割を示し、カルノシン生物学とその治療可能性を探求するための汎用モデルとしてGADL1ノックアウトマウスを確立します。

Carnosine and related β-alanine-containing peptides are believed to be important antioxidants, pH buffers, and neuromodulators. However, their biosynthetic routes and therapeutic potential are still being debated. This study describes the first animal model lacking the enzyme glutamic acid decarboxylase-like 1 (GADL1). We show that Gadl1-/- mice are deficient in β-alanine, carnosine, and anserine, particularly in the olfactory bulb, cerebral cortex, and skeletal muscle. Gadl1-/- mice also exhibited decreased anxiety, increased levels of oxidative stress markers, alterations in energy and lipid metabolism, and age-related changes. Examination of the GADL1 active site indicated that the enzyme may have multiple physiological substrates, including aspartate and cysteine sulfinic acid. Human genetic studies show strong associations of the GADL1 locus with plasma levels of carnosine, subjective well-being, and muscle strength. Together, this shows the multifaceted and organ-specific roles of carnosine peptides and establishes Gadl1 knockout mice as a versatile model to explore carnosine biology and its therapeutic potential.