分子進化学的手法を用いたエナメライシン(MMP-20)遺伝子の解析

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17659646
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 新谷 誠康 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 助教授 (90273698)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大嶋 隆 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (80116003)
• Keywords: 分子進化 / エナメライシン / エナメル質 / 爬虫類 / 両生類 / MMP20

Research Abstract

得られたワニcDNAは1345塩基、448アミノ酸残基からなるオープンリーディングフレーム(ORF)を含む1496塩基配列で、カエルcDNAは1434塩基、478アミノ酸残基からなるORFを含む2413塩基配列で構成されていた。ワニcDNAの5'領域の一部は得られたクローンには含まれておらず,シグナル配列の構成は不明であった。一方で,カエルcDNAの5'領域は22個のアミノ酸残基からなるシグナル配列をコードしていた。ワニおよびカエルcDNAから推定されるアミノ酸配列を既知の哺乳類のMMPファミリー遺伝子と比較すると,ワニが67〜71%、カエルが64〜69%の高い相同性を示した。アミノ酸配列をもとに分子系統樹を描くと,ワニおよびカエルは哺乳類のMMP20とともに他のMMPファミリーとは独立した一つのクラスターを形成し,相互的位置関係も予測されたものと一致していた。さらに,両遺伝子は哺乳類のMMP20遺伝子と同様に10個のエクソンより構成され,イントロン・フェイズも哺乳類のそれと一致していた。以上の結果はMMP20が両生類,爬虫類および哺乳類の進化の過程でよく保存されたタンパクであることを示していた。哺乳類においてMMP20の主な機能はエナメル基質タンパクであるアメロジェニンの機能型ペプチドへの分解であると考えられている。その機能を司る上で最も重要な領域であると考えられるキャタリストドメインや機能を促進すると考えられるヘモペキシン様ドメインには特に高い保存性が認められ,これらの領域は進化において変異に対する負の選択が強く働いていると推察された。このことは両生類および爬虫類においてもMMP20が哺乳類と同様の機能を営んでいることを示唆している。