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スフィンゴミエリナーゼ(SMase)はスフィンゴミエリン(SM)を加水分解してセラミドとホスホコリンを産生する酵素である。以前我々はSMaseによって加水分解されるSMのリン酸基の酸素原子を炭素や窒素に置換したアナログを合成し、この化合物がBacillus cereus菌由来SMaseの酵素活性を阻害することを示した。そこで、本研究では、この酸素原子をCF_2に置換したアナログを合成し、SMaseの阻害作用を調べた結果、窒素に置換したアナログと同程度の阻害を示すことがわかった。
リン脂質加水分解酵素は酵素分子表面に存在する界面認識部位の作用により、基質がミセルを形成するとその活性は著しく高くなるが、SMaseについては明らかにされていない。以前我々は、SMのリン酸基の酸素原子を硫黄に置換した化合物(thio-SM)を基質に用いると、SMaseの酵素活性が経時的に連続して測定出来ることを示した。また、B.cereus SMaseはSM以外にもリゾレシチン(Lyso-PC)も加水分解できる。そこで、SMaseによるthio-SMとLyso-PCの加水分解を調べた結果、いずれを基質に用いても、その臨界ミセル濃度(cmc)の1/3付近の濃度で酵素活性は急激に増大した。また、SMaseによって加水分解されないアシル鎖の短いレシチン(PC)は、SMaseが存在するとcmc以下の濃度で凝集することがわかった。さらに、SMaseとPCとの結合について表面プラズモン共鳴を用いて調べた結果、cmc前後のPC濃度において3つの異なるセンサーグラムが得らた。以上の結果から、SMase分子表面には界面認識部位が存在し、単分子分散状態の基質が一定濃度以上存在すると、その部位に基質が協同的に集合し、酵素の高次構造の変化を誘発することにより酵素活性を増大させることが示唆された。
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