2014 Fiscal Year Annual Research Report
セレノシステイン導入によるレドックス制御関連酵素の反応性の向上と応用
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25650040
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
金森 審子 東海大学, 工学部, 教授 (00261173)
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2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | セレノシステイン / グルタチオン / フォールディング / 品質管理機構 / タンパク質ジスルフィドイソメラーゼ / シャペロン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
タンパク質ジスルフィドイソメラーゼ（protein disulfide isomerase; PDI）は、標的タンパク質の立体構造を識別し、折り畳まれ具合が誤っている場合はジスルフィド結合を組み換えて適切な状態へと修正するシャペロン活性を持つ。PDIはタンパク質の品質管理機構に不可欠であり、活性発現にはグルタチオン（γ-L-グルタミル-L-システイニル-グリシン）の共存が必須である。グルタチオンは、還元型(GSH)とシステイン残基のスルフィド基を介して二量体となった酸化型(GSSG)が一定の平衡状態を保って存在し、PDIを含めた多くの酸化還元酵素の反応中間体の形成に寄与して、酵素の活性部位に含まれるシステイン残基の反応性をコントロールしている。
本研究では、システインの硫黄(S)がセレン(Se)に置換されたセレノシステインを含むセレノグルタチオン（酸化型、GSeSeG）を活用し、タンパク質のフォールディングに寄与する活性をグルタチオンと比較した。グルタチオンの活性は、 (1)PDI存在下と(2)非存在下で、不活性型リボヌクレアーゼ A（RNase A）のフォールド状態を修正して活性型へ戻す比率を検出して評価した。その結果、セレノグルタチオンの方がグルタチオンよりも、(1)PDIのシャペロン活性を促進する効果が顕著に高かった。また、(2)PDI非存在下で不活性型タンパク質に直接作用して立体構造を修正する活性も、セレノグルタチオンの方が高い結果を得た。酸化ストレスによるPDIの活性低下・消失が原因の変性タンパク質の蓄積がアルツハイマー病の一因として報告されている。本研究で得られた成果は、PDIの活性向上・変性タンパク質の減少をもたらし、同疾患の予防・治療に応用できると期待される。
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