ヘパラン硫酸の修飾に関わる新規のエンドスルファターゼ遺伝子の生体内機能の解析

• Project/Area Number: 04J61636
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: General medical chemistry
• Research Institution: University of Tsukuba
• Research Fellow: 長嶺 聖史 筑波大学, 大学院・人間総合科学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: スルファターゼ / エンドスルファターゼ / ヘパラン硫酸 / プロテオグリカン / 硫酸基 / 神経 / 脳 / ノックアウトマウス

Research Abstract

1、SulfataseFP2の酵素活性の解析
スルファターゼの人工基質4-methylumbelliferyl sulfateを用いてSulfataseFP2組換え蛋白質の酵素活性を解析した。その結果、既知のスルファターゼであるArylsulfatase A等が酸性溶液中で活性を示すのに対し、SulfataseFP2は中性溶液中で活性を示した。さらに、その酵素活性はSulfatase Modifying factor 1(SUMF1)によって増強された。
次にヘパラン硫酸を基質として用いて、HPLCによる二糖組成解析を行った。その結果、SulfataseFP2はヘパラン硫酸中の6位の硫酸基を分解するエンドスルファターゼ活性を有していたが、N位または2位の硫酸基を化学的に除去したヘパラン硫酸に対しては活性を示さなかった。また、10糖以下の短いヘパラン硫酸に対してもほとんど活性を示さなかった。
2、SulfataseFPノックアウトマウスの解析
2、SulfataseFP2単独のノックアウトマウスでは脳神経系において著明な形態異常は見つかっていない。特に海馬については、錐体細胞や歯状回顆粒細胞の神経走行、および歯状回顆粒細胞の新生と細胞死についても異常は認められなかった。
C57BL/6系統に戻し交配(5世代)させたSulfataseFP1/SulfataseEP2ダブルノックアウトマウスは、ほとんどが生後数日以内に死亡した。生後すぐに脳神経系の形態を調べると一部の個体で著明な脳室拡大が認められた。頭部拡大や中脳水道閉塞が認められないことから、髄液圧亢進によるものではなく大脳皮質の低形成によるものと考えられた。また、成獣まで成長したわずかな個体については、脳梁低形成や小脳皮質低形成が認められるものもいた。