カイコ主要クチクラタンパク質の物理化学的および細胞生物学的解析

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05640773
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 泉 進 東京都立大学, 理学部, 助教授 (10145659)
• Keywords: 昆虫 / カイコ / クチクラ / キチン / N-アセチルグルコサアミン / 細胞接着 / 発現ベクター / 融合タンパク質

Research Abstract

昆虫のクチクラは上皮細胞により合成、分泌される細胞外物質層であり、主にキチンとタンパク質から構成される。カイコ幼虫の主要上皮タンパク質LCP30は、分子量約22kの塩基性タンパク質であり、その一次構造中に細胞接着部位として知られるアルギニン-グリシン-アスパラギン酸配列(RGD配列)を持つ。本研究では、クチクラの分子構築解明の一つのアプローチとして、カイコLCP30-キチン間、LCP30-細胞間の相互作用について解析を行った.
1)カイコ5齢幼虫の外皮よりLCP30を抽出し、イオン交換クロマトグラフィー、調整用電気泳動法により均一タンパク質として分離精製した。また、新たに3種の上皮タンパク質も同様の方法で部分精製した。このLCP30を用い、まずLCP30とキチンとの結合について解析した。結合の至適pHは6.0で、2価陽イオンの必要性は認められない。両者の結合はN-アセチルグルコサミンまたはN-アセチルキトビオースにより部分的に阻害された。以上よりLCP30はレクチン活性を持つことが判明した。また他の上皮タンパク質がLCP30とキチンの結合を阻害することも明らかになった。これらの上皮タンパク質はキチンのN-アセチルグルコサミン残基を認識している可能性が高い。
2)LCP30は細胞接着活性を有しているが、この活性はRGD配列を含むオリゴペプチドにより阻害された。このことからLCP30の細胞接着活性はRGD配列に由来すると考えられる。さらに接着には2価金属陽イオンが必要であった。
3)LCP30-cDNAを大腸菌beta-ガタクトシダーゼ遺伝子に連結し、これを発現ベクターに組み込み、LCP30融合タンパク質を大腸菌内で大量に合成した。この融合タンパク質もキチン結合活性および細胞接着活性を持つことが明らかになった。

Research Products

• [Publications] 泉 進: "昆虫の表皮を構成するタンパク質" 比較生理生化学. 10. 12-18 (1993)
• [Publications] H.Nakato,K.-I.Shofuda,S.Izumi and S.Tomino: "Stracture and developmental expression of a larval cuticle protein gene of the silkworm,Bambyx mori" Bilchimica of Biophysica Acta. (in press). (1994)
• [Publications] K.Yano,S.Watabe,S.Izumi and S.Tomino: "Stracture and expression of mRNA for vetellogenin in Bomby mori." Biochimica et Biophysica Acta. (in press). (1994)
• [Publications] S.Izumi,K.Yano,Y.Yamamoto,and S.Y.Takahashi: "Yolkprotein from insect eggs:Structure,biosynthesis and programed degradation during embryogenesis" Journal of lnsect Physiology. (in press). (1994)
• [Publications] H.Sakurai,S.Izumi and S.Tamino: "An in vetro transcription system developed from BmN cells derived from the ovarian tissues of Bombxx mori" Methods.MoL.Biol. (in press).