タンパク質・糖鎖間相互作用の精密解析とタンパク質リモデリングへの応用

• Project/Area Number: 05F05159
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: Applied biochemistry
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 村本 光二 東北大学, 大学院生命科学研究科, 教授
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): KABIR Syed Rashel 東北大学, 大学院生命科学研究科, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000); Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2005: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: レクチン / 糖鎖 / 糖鎖認識結合タンパク質 / ヤムイモ / アピオス / ナガイモ / マルトース / リボース / マンノース / キチナーゼ

Research Abstract

糖鎖を介した分子間の認識機構は,生体内で特定の細胞への特異的情報の伝達や,細胞同士の特異的認識の中核であり,その中でレクチン分子はとくに中心的な役割を担っている。レクチンは生理活性タンパク質としても,抗菌活性や抗昆虫活性を示すものがあり,さらに食品機能性成分としても重要である。本研究では,より機能性に優れたレクチンタの創生に向けてリモデリングを行うことを目的にした。本年度は先ず,ナガイモ(Dioscorea batatas)から単離したマンノース及びマルトース結合性レクチンの組換え体を大腸菌で発現した。米糠から単離したキチン結合性レクチンの生化学的性状を解析した。さらにマメ科のアピオス塊茎からリボースに特異性をもった新規のレクチン(ATL)を単離して,糖鎖との相互作用を精密解析した。ATLは,27.5 kDaサブユニットの2量体であり,熱やpHに対する高い安定性を示した。1次構造を解析してホモロジー検察を行ったところ,ハリエニシダ種子レクチンEUIとEUIIに高い相同性がみられた。しかし,これらはそれぞれ,キトビオースとフコースに特異性をもち,さらに他のマメ科植物レクチンでもリボースに特異性をもったものはないことから,ATLは糖鎖認識能の改変を目指すリモデリングにおいてテンプレートとしての活用が期待できる。活性発現に2価の陽イオンを必要としないことも,マメ科植物レクチンにみられない特徴である。またATLがヒト結腸ガン由来培養細胞に対して細胞毒性を持つことを明らかにして,食品機能成分の観点からも重要な知見を得た。