SCDaseを用いた糖脂質工学とスーパー糖脂質分子の創製

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10134226
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 伊東 信 九州大学, 農学部, 助教授 (40253512)
• Keywords: SCDase / 縮合反応 / アポトーシス / 神経細胞 / 高度不飽和脂肪酸 / リノレン酸 / ガングリオシド / GMI

Research Abstract

糖脂質の脂肪酸部分は不均一性を示す。そこで、SCDaseを用いて糖脂質から脂肪酸を切り離した後、縮合反応を用いて目的の脂肪酸分子種を導入し、脂肪酸分子種をそろえた一連の糖脂質の調製を試みた。リゾGMlやGalSphにC6:0からC24:0の飽和脂肪酸を導入することが可能であるばかりでなく、C18:1,C18:2,C18:3等の不飽和脂肪酸も飽和脂肪酸とほぼ同じ効率で導入できることが確認された。さらに、機能性高度不飽和脂肪酸であるDHAやEPAをGalSphに導入した天然には存在しない糖脂質の酵素合成にも成功した。
無血清条件下におけるNeuro2a細胞の[^3H]-チミジン取り込み量を指標に各種脂肪酸を導入したGM1分子種のDNA合成に与える影響を調べた。飽和脂肪酸やオレイン酸を含むGM1はDNA合成に影響を与えなかったが、不飽和脂肪酸であるリノール酸,リノレン酸を含むGM1は20μMでDNA合成を顕著に抑制し、リノレン酸含有GM1は培養24hrまでにDNA断片化をともなうアポトーシス様細胞死を誘導した。リノレン酸含有GMlが誘導するアポトーシスにおいて細胞内のcaspase様プロテアーゼ活性が顕著に増大することが明らかになった。しかし、阻害剤(ZVAD-fmk)処理によりその活性を抑制してもDNA断片化は阻止されなかった。この結果はcaspaseを介さないアポトーシス経路がNeuro2a細胞に存在することを示唆している。

Research Products

• [Publications] Susumu Mitsutake: "Synthesis of C-labeled ceramide by fatty acid transfer reaction of sphigolipid ceramideN-deacylase" Analytical Biochemistry. 247. 52-57 (1997)
• [Publications] Susumu Mitsutake: "Enzymatic Synthesis of [^<14>C]-glycosphingolipids by reverse hydrolysis reaction of sphingolipid ceramide N-deacylase" Journal of Biochemistry. 123. 859-863 (1998)
• [Publications] Nozomu Okino: "Purfication and characterization of a novel ceramidase from Pseudomonas aeruginosa." Journal of Biological Chemistry. 273・23. 14368-14373 (1998)
• [Publications] Motohiro Tani: "Enzymatic synthesis of ω-amino-ceramide: Preparation of a sensitive fluoresecent substrate for ceramidase." Analytical Biochemistry. 263. 183-188 (1998)
• [Publications] Hironobu Komori: "Regulation of intracellular ceramide content in B16 melanoma cells." Journal of Biological Chemistry. 274. (1999)
• [Publications] Makoto Ito: "Enzymatic N-deacylation of sphingolipids." Methods in Enzymology.