1997 Fiscal Year Annual Research Report
膜傷害活性を有する新規なレクチンの構造と機能に関する研究
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09660097
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
山崎 信行 九州大学, 農学部, 教授 (70036383)
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| Keywords | 海産無脊椎グミ / レクチン / 赤血球溶血 / イオン透過性小孔形成 / 赤血球膜モデル / 人工脂質膜 / 会合体形成 / 高次構造変化 |
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| Research Abstract |
海産無脊椎動物グミ(Cucumaria echinata)のレクチンCEL-IIIは分子量47,500のカルシウム依存性レクチンであるが,ヒトやウサギの赤血球を溶血するという点で他のレクチンには見られない特徴を有している。本研究は,膜傷害活性を有するレクチンCEL-IIIの構造と機能の解明を目的としたものである。平成9年度においては,まず,CEL-IIIの一次構造について検討し,その結果,CEL-IIIのN-末端アミノ酸残基は翻訳後の修飾によりブロックされていることを明らかにするとともに,N-末端領域の約150アミノ酸残基の配列を除く約300アミノ酸残基の配列を決定した。さらに,CEL-IIIは繰り返し構造からなるいくつかのドメインを有することを明らかにした。ついで,新規なレクチン活性測定法を開発して,CEL-IIIの糖鎖認識機構を解析し,CEL-IIIはガラクトースおよびN-アセチルガラクトサミン含有糖鎖を認識するレクチンで,これらの糖鎖構造はCEL-IIIが有する2カ所の糖鎖認識部位によって認識されることを明らかにした。さらに,CEL-IIIと糖鎖との相互作用を分光学的に解祈して,各糖鎖認識部位におけるトリプトファン残基の重要性を示すとともに,化学修飾により,これらの残基を特定した。また,CEL-IIIで溶血した赤血球膜を分析して,CEL-lIIは赤血球膜上の糖鎖を認識した後,会合して6量体を形成することを明らかにした。これらの知見をもとに,赤血球膜モデルとしての人工脂質膜を構築して,CEL-IIIとの相互作用を解析し,CEL-IIIが脂質膜に対してイオン透過性の小孔形成能を有すること,および膜傷害の程度は脂質膜表面の糖鎖構造に依存することを明らかにした。また,脂質膜との相互作用により形成されるCEL-IIIの会合体の高次構造を分光学的に解析した。これらの研究途上で,さらに,CEL-IIIはある種の培養動物細胞に対して細胞毒性を有することを見出した。
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[Publications] Hatakeyama,T.,Miyamoto,Y.,Nagatomo,H.,Sallay,I.,and Yamasaki,N.: "Carbohydrate-binding properties of the hemolytic lectin CEL-III from the Holothuroidae Cucumaria echinata as analyzed using carbohydrate-coated microplate." Journal of Biochemistry. 121・1. 63-67 (1997)
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[Publications] Oda,T.,Tsuru,M.,Hatakeyama,T.,Nagatomo,H.,Muramatsu,T.,and Yamasaki,N.: "Temperature-and pH-dependent cytotoxic effect of the hemolytic lectin CEL-III from the marine invertebrate Cucumaria echinata as on various cell lines." Journal of Biochemistry. 121・3. 560-567 (1997)
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[Publications] Ohba,H.,Toyokawa,T,Ysuda,S.,Hoshino,T.,Itoh,K.,and Yamasaki,N.: "Spectroscopic analysis of the cytoagglutinating activity of abrin-b isolated from Abrus precatorius seeds against leukemic cells." Bioscience Biotechnology and Biochemistry. 61・4. 737-739 (1997)
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[Publications] Park,S.-S.,Abe,K.,Kimura,M.,Urisu, A.,and Yamasaki,N.: "Primary structure and allergenic activity of trypsin inhibitors from the seeds of buckwheat (Phagopyrum esculentum Moench)." FEBS Letters. 400. 103-107 (1997)
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[Publications] Hatakeyama,T.,Matsuyama,Y.,Funada,T.,Fukuyama,S.,Kuwahara,H.,Aoyagi,H.,and Yamasaki,N.: "Chemical modification of the hemolytic lectin CEL-III by succinic unhydride:Involvement of amino groups in the oligomerization process." Bioscience Biotechnology and Biochemistry. (in press). (1998)
