α4Gal転移酵素はどのように基質の糖タンパク質／糖脂質部分を識別するのか？

α4Gal 转移酶如何识别其底物的糖蛋白/糖脂部分？

基本信息

批准号：
20K06520
负责人：
鈴木詔子
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Niigata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

Galα1-4Gal配列はヒトなどの哺乳類ではglobotriaosylceramide (Gb3, Galα1-4Galβ1-4Glc-Cer, Cer: ceramide)やP1抗原(Galα1-4 Galβ1-3GlcNAcβ1-3Galβ1-4Glc-Cer)などとして糖脂質上に発現しており、志賀毒素の受容体として利用されるが、糖タンパク質上には通常見られない。これは、Galα1-4Galを生成するα4-ガラクトース転移酵素(ヒトα4GalT)が糖脂質に対して基質特異的に働き、糖タンパク質に対しては作用しないためと考えられる。一方、ハトなどある種の鳥類ではGalα1-4Gal配列が糖タンパク質上に豊富に存在する。私たちは、これまでの研究でGalα1-4Gal配列を糖タンパク質上に生成するハト由来のα4GalT(ハトα4GalT2)をコードする遺伝子を同定した。ハトα4GalT2はヒトα4GalTとアミノ酸配列で58.2%のidentityがある。さらに、ハトのゲノム上には、α4GalT遺伝子と相同性のあるものが、7つ存在する。本研究では、このハトゲノム上のα4GalTホモログのうち3つをクローニングし、293T細胞に発現させてその酵素活性について調べた。その結果、ハトα4GalT1はヒトα4GalTと同様に糖脂質に作用してGb3を生成すること、ハトα4GalT2は主に糖タンパク質に作用することを明らかにした。一方、α4GalT3はα4GalT2と92%のidentityがあるにも関わらず、いずれの活性も見られなかった。これらの結果から、ハトにおいてはGalα1-4Gal配列を糖脂質上に生成する酵素と糖タンパク質上に生成する酵素の少なくとも2種類が存在し、さらに基質特異性が不明なホモログも複数存在することが明らかになった。

In mammals such as humans, the Galα1-4Gal sequence is expressed on glycolipids as globotriaosylceramide (Gb3, Galα1-4Galβ1-4Glc-Cer, Cer:ceramide) and P1 antigen (Galα1-4Galβ1-3GlcNAcβ1-3Galβ1-4Glc-Cer) and is used as a receptor for Shiga毒素，但通常在糖蛋白上没有发现。这被认为是因为产生galα1-4GAL的α4-半乳糖转移酶（人α4galt）作用于糖脂上，并且不作用于糖蛋白。另一方面，在某些鸟类（例如鸽子）中，糖蛋白上的galα1-4gal序列很丰富。在先前的研究中，我们已经从鸽子上鉴定出编码α4galt（鸽子α4GALT2）的基因，该基因在糖蛋白上产生GALα1-4GAL序列。鸽子α4GALT2与人α4galt的氨基酸序列中的身份为58.2％。此外，鸽子基因组中有七个同源性，与α4galt基因同源。在这项研究中，将该鸽子基因组上的三个α4GALT同源物克隆并在293T细胞中表达，以检查其酶活性。结果，发现鸽子α4GALT1作用于类似于人α4galt的糖脂，产生GB3，鸽子α4GALT2主要作用于糖蛋白上。另一方面，尽管α4GALT2的身份为92％，α4GALT3没有活性。这些结果表明，在鸽子中，至少有两种类型：在糖脂和酶上产生galα1-4GAL序列的酶，它们在糖蛋白上产生galα1-4GAL序列，并且也有几种同源物的同源物的底物特异性是未知的。