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細胞質タンパクの多くのものは機能不明のシステイン残基をもつ。本研究ではまず、細胞質の脂肪酸結合タンパク(FABP)におけるジスルフィド結合の生化学的機能を明らかにするため、以下の実験をおこなった。ラット上皮FABPとゼブラフィッシュ肝FABPの二種類の細胞質タンパクについて組換えタンパク質を調製した。これらのタンパク質はアミノ酸組成分析、アミノ酸配列、質量分析などにより確認した。システイン残基をジアミドによるグルタチオンとの混合ジスルフィド結合を形成させたものと、システインに再還元したものについて、脂肪酸結合能とその結合特異性の変化、プロテアーゼ感受性やタンパク質構造の安定性についてチオール・ジスルフィド相互変換による機能調節の可能性を検討した。
これらの分子種の間では、上皮型、肝型のタンパクのいずれにおいても、脂肪酸の結合能については、若干の変化がみられた(ジスルフィド形成による解離定数の減少)。一方、混合ジスルフィドが形成されると、各種のプロテアーゼに対する被分解性に関して、いずれも著しい感受性の増大を確認した。これは、システイン残基の一次構造上の位置にかかわらず、同様に見られた。このことは、チオール基におけるグルタチオン・ジスルフィド形成が、細胞の酸化ストレス時におけるタンパク質分解をコントロールしている可能性を強く示唆している。チオール基の酸化還元電位が周辺のアミノ酸配列や水素結合で左右されるため、タンパク質固有の分解シグナルとみなすことができる。
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