2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of an analytical platform for novel brain glycosylated sterols toward applying for the treatment of neurodegenerative diseases
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17K15608
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
秋山 央子 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 研究員 (80623462)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 糖脂質 / 糖化ステロール / グルコシルセラミド分解酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2019年度は、2018年度に開発した糖化ステロール群の合成機構の解析システムを用いて、糖化ステロールの一種として新たに同定したコレステリルガラクトシド（GalChol）の合成機構の解析を行った。具体的には、グルコシルセラミド分解酵素（GBA1、GBA2）がGalChol合成を行う可能性について検討した。
酵素源として、組換えヒトGBA1（セレザイム）またはヒトGBA2を過剰発現させたヒト胎児腎細胞（HEK293T）を用いた。基質として、蛍光ラベルされたコレステロール（25-NBD-コレステロール）をガラクトースのアクセプターとして、ガラクトシルセラミド、ガラクトシルスフィンゴシン、UDP-ガラクトースをガラクトースドナーとして用いた。37℃で2時間酵素反応を行い、酵素反応液から抽出した脂質を薄層クロマトグラフィーで分離し、蛍光ラベルされたGalCholの合成量を測定した。同様の実験を蛍光ラベルされていないコレステロールを用いて行い、GalChol合成量を高速液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析法で測定した。
その結果、GBA1とGBA2はガラクトシルセラミド分解活性をもち、ガラクトシルセラミドのガラクトースをコレステロールに転移してGalCholを合成することがわかった。ガラクトシルスフィンゴシンならびにUDP-ガラクトースはGalChol産生のガラクトースドナーとしては利用されないことがわかった。これらの結果より、GBA1とGBA2はグルコシルセラミド分解酵素としてだけでなく、β-ガラクトシダーゼとしてガラクトシルセラミド分解活性をもち、GalChol合成酵素としても機能することが明らかになった。
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[Journal Article] Glucocerebrosidases catalyze a transgalactosylation reaction that yields a newly-identified brain sterol metabolite, galactosylated cholesterol2020
Author(s)
Akiyama, H., Ide, M., Nagatsuka, Y., Sayano, T., Nakanishi, E., Uemura, N., Yuyama, K., Yamaguchi, Y., Kamiguchi, H., Takahashi, R., Aerts, J. M. F. G., Greimel, P. and Hirabayashi, Y
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Journal Title
Journal of Biological Chemistry
Volume: 295
Pages: 5257-5277
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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