Research Project
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
ボツリヌス神経毒素は無毒成分と会合した複合体として産生される。本毒素は神経毒素の抗原性に基づきA～G型の8つに大別され、A～D型の毒素の場合、無毒成分はNTNHとヘマグルチニン（HA）から構成される。HAはHA1～3の3種類のタンパク質からなる。本毒素は標的部位が神経末端であり、なおかつ巨大なタンパク質分子でありながら経口毒素として作用しうる、という点においてユニークな毒素である。A、B型毒素の場合、HA1のガラクトース結合活性、HA3によるシアル酸結合活性、さらにHA2-HA3複合体を介したE-cadherin結合による細胞間バリア破壊活性を持つことが知られており、これらの活性により毒素の腸管吸収が促進され、毒素の経口毒性を高めるものと考えられている。しかしながら、これら同様の活性をもつA、B型のHAについて、毒素の経口毒性に対する寄与を比較した場合、B型の方が圧倒的に高いことが知られていた。そこでA、B型のHAの活性の違いの詳細について、組換え体HAを用い糖鎖結合能に着目して比較解析を行った。市販のムチンあるいはマウス腸管から調製したムチンをコートしたプレートを用いてELISA法により比較を行った結果、HA1及びHA3の糖鎖結合能がともにA型の方が高いことを見出した。そこでAB型間で異なるアミノ酸残基を置換した変異体を作製し解析を行った結果、A型HA1の281番目のHis、HA3の619番目のArgが、B型HAではそれぞれAsn、Lysとなっており、これらが糖鎖結合能の違いの原因であることが明らかとなった。A型毒素はマウス腸管内でムチン層にトラップされていることがすでに見出されている。B型毒素が腸管内で実際にどのような局在を示すかについては不明であるが、HAの糖鎖結合能の違いが腸管ムチンとの相互作用の違い、ひいては毒素の経口毒性の差を生み出していることが考えられた。
