2つの機能の異なる糖結合ドメインの糖鎖結合メカニズムの構造生物学的解析

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18580342
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 逸見 光 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品総合研究所食品分析研究領域, 主任研究員 (70353993)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 久野 敦 独立行政法人産業技術総合研究所, 糖鎖工学研究センター, 研究員 (50302287)
• Keywords: 蛋白質 / 糖鎖 / NMR / レクチン / 糖認識ドメイン

Research Abstract

R-typeレクチンファミリーに属する2つのタンパク質、放線菌由来キシラナーゼ中のキシラン結合ドメイン(XBD)と血球凝集能を持つミミズ由来レクチンのC末端ドメイン(EW29Ch)は、ともにβ-trefoilという特徴的な糖認識ドメインを形成するにもかかわらず、それぞれ異なる機能を持つ。本研究では、NMRを用いてXBD及びEW29Chの両糖結合ドメイン間における糖鎖結合メカニズムの違いを解析し、R-typeレクチンファミリーの持つ幅広い機能を解明することを目的とする。本年度は、最初に^<15>N-HSQCスペクトルによるケミカルシフトマッピング法のため、^<15>Nラベル及び^<15>N,^<13>Cラベルタンパク質を調製した。それらのタンパク質を用いて糖とのケミカルシフトマッピング法を行い糖結合部位の同定と各種糖との結合活性(XBDについては、ラクトース、キシロース、キシロオリゴ糖、EW29Chについては、ラクトース、メリビオース)を調べた。その結果、XBDは、3つのサブドメイン(α、β、γ)すべてで、EW29Chでは、αとγの2つのサブドメインのみ糖結合部位が同定された。さらに、XBDの3つの糖結合部位およびEW29Chのγの糖結合部位においては、NMRタイムスケールにおいてfast exchangeを示したが、EW29Chのαの糖結合部位においてはslow exchangeを示した。また、XBDの3つの糖結合部位の結合活性が各種糖で異なっていた。これらの結果より、XBDの各サブドメインは異なる糖結合特異性を持ち、構造-機能相関上理にかなっていることが分かった。それに対して、EW29Chでは2つの糖結合部位における結合様式が大きく異なることが今回初めて明らかになった。なお、分子内運動性のNMR測定もすでに行っており、分子内運動性と糖結合能との関係についても現在解析中である。