モデル生物線虫C.elegansを用いたガレクチンの生理機能解析

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11771453
• Research Institution: Teikyo University
• Principal Investigator: 荒田 洋一郎 帝京大学, 薬学部, 助手 (90246017)
• Keywords: ガレクチン / 線虫 / C.elegans / アフィニティクロマトグラフィー / 前端アフィニティクロマトグラフィー / フロンタルアフィニティクロマトグラフィー / レクチン

Research Abstract

ガレクチンは金属イオン非依存的にβ-ガラクトシド構造を認識する動物レクチンで、進化的に保存された共通のアミノ酸を糖結合部位に保持する。本研究では生物の固体形成におけるガレクチンファミリータンパク質の生理機能を調べるため、モデル生物として線虫Caenorhabditis elegans(C.elegans)を用いた。
C.elegansの32kDaガレクチンは、ガレクチンの単位ユニットが同一ポリペプチド鎖中に2回繰り返し、赤血球上の糖鎖を架橋して凝集させる能力を持つ。両ドメインを各々単独で発現させた組換えタンパク質は、アシアロフェツイン糖鎖(ガレクチンが特異的に認識するラクトサミン構造をもつ)に対する結合力が異なり、32kDaガレクチンは、2価のヘテロ架橋タンパク質として機能していると予想される。
N32のcDNAを鋳型として用い、PCRにより変異cDNAを増幅した。変異を導入したのは、ガレクチン間で保存され、糖結合に必須とされるアミノ酸である。発現用ベクターに組み込んで発現させ、アシアロフェツイン-アガロースカラムにより精製した。精製した変異ガレクチンの糖結合力を前端アフィニティクロマトグラフィーにより比較した。第1ドメインに変異を導入すると、第2ドメイン単独と同程度の結合力が残存したが、第2ドメインに変異を導入すると、結合力が大きく低下した。すなわち、ラクトサミン構造に対する親和性は第1ドメインに比べ、第2ドメインの方がかなり強いと予想された。ただしN32は単量体で赤血球凝集活性を示すことから、第1ドメインの糖結合能力も重要である。以上より、N32は、結合特性が異なる2個の糖結合部位をもった架橋タンパク質として働いていると考えられる。今後はさらに、共同開発した高性能前端アフィニティクロマトグラフィーの手法により、両レクチンドメインの詳細な糖結合特異性を解析する予定である。

Research Products

• [Publications] Yoichiro Arata: "Binding properties of the mutagenized 32kDa galectin of the nematode Caenorhabditis elegans"Glycornjugate Journal. vol.16. S83-S83 (1999)
• [Publications] 荒田洋一郎: "腺虫32kDaガレクチンの2個のレクチンドメインの糖結合特性解析"生化学. vol.71. 845-845 (1999)