糖鎖の多様性を産み出すメカニズム

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11480173
• 研究機関: 理化学研究所
• 研究代表者: 鈴木 明身 理化学研究所, スフィンゴ脂質発現制御研究チーム, グループデイレクター(研究職) (70134533)
• 研究分担者: 中村 京子 理化学研究所, 糖鎖機能研究チーム, 研究員 (30124481) ; 橋本 康弘 理化学研究所, 糖鎖機能研究チーム, チームリーダー(研究職) (80164797)
• キーワード: CMP-NeuAc水酸化酵素 / 組織特異的発現制御 / 糖鎖生物学 / 糖鎖構造多様性

研究概要

N-グリコリルノイラミン酸(NeuGc)の発現はCMP-N-アセチルノラミン酸水酸化酵素により律速制御されている。ヒトは水酸化酵素遺伝子に92bpの欠失があり、酵素活性を発現できない。ヒトを除くほとんどのほ乳動物はNeuGc発現陽性であるが、神経系のシアル酸はほとんどがN-アセチルノラミン酸(NeuAc)で、NeuGcは極わずかしか検出されない。この現象は脳組織で本酵素の転写が抑制されていることに原因があると考えられ、このメカニズムはヒトでも保存されている。水酸化酵素の転写制御の機序を明らかにする目的で、マウス水酸化酵素遺伝子の5'上流配列を明らかにした。L929細胞を使い、ルシフェレースでレポーター活性を検討した。L929及びマウス肝臓の転写産物をRT-PCR法で調べると、主要な産物はエクソン3から始まっていることが解った。しかし、エクソン1及び3の上流1kpの配列にレポーターをつなぎ、発現させても、活性は検出されなかった。このことは、転写開始点が正確に同定されてない可能性を示唆している。0結合型糖鎖の1-6分岐を作るbeta6GlcNAc転移酵素のマウス近位尿細管での特異的発現を解析した。本酵素発現を欠損する変異マウスに本酵素遺伝子を含む遺伝子断片を導入すると糖脂質、糖タンパク質の欠損が正常化した。本酵素で糖鎖修飾を受けるタンパク質の同定を行ったところ、最も量の多い糖タンパク質は分子量400kDaのメガリンとよばれるLDL受容体ファミリーの分子であることが明らかになった。メガリンは低分子量のタンパク質を結合する活性のあることが報告されているので、メガリンを精製し、リガンドとして蛍光標識したレチノル結合タンパク質活性を使ってFCS(fluorescence correlation spectroscopy)でリガンド結合活性を測定した。活性測定のアッセイ系が確立できた。これらの結果から糖鎖発現制御機序の生物学的意義の考察を行った。

研究成果

• [文献書誌] Suzuki, M., Suzuki, A: "Streutural characterization of fluorescence-containing oligosaccharides by high-performance liquid chromatoraphy and matrix-assisted laser desoption/ionization time-of flight mass spectrometry"Biol. Chem. 382. 251-257 (2001)
• [文献書誌] Amari, S., Yonezawa, N., Mitsui, S., Katsumata, T., Hamano, S., Kuwayama, M., Hashimoto, Y., Suzuki, A., Takeda, Y., Nakano, M.: "Essential role of the nonreducing terminal alfa-mannosyl residues of the N-linked carbohydrate chain of bovine zona pellucid a glycoproteins in sperm-egg binding"Mol. Reprod. Dev.. 59. 221-226 (2001)
• [文献書誌] Hamanaka, S., Suzuki, M., Suzuki, A., Yamakawa, T.: "Epidermosides, Structure and function of skin-specific glycolipids"Proc. Jap. Acad.. 77. 51-56 (2001)
• [文献書誌] Suzuki, A., Omae, F., Enomoto, A., Yoshioka, S., Irie, A., Sekine, M., Kikkawa, Y., Taya, C., Yenekawa, H., Takenaka, M., Matsuoka, Y., Imai, E., Izawa, M., Kanagi, R.: "Tissue specific control of glyc-chains"Int. Cong. Ser.. 1223. 29-37 (2001)