ほ乳類キチナーゼによるキチンオリゴマーの生成とその生理活性の解明

キチンは，N-アセチル-D-グルコサミン (GlcNAc) のポリマーであり，カンジダのような感染症やダニなどのアレルギーを引き起こす生物などに存在する。ほ乳類は，その分解酵素である二種類のキチナーゼである chitotriosidase (Chit1) と acidic mammalian chitinase (AMCase) を発現している。これまで，人工的に作製されたキチンオリゴマーでは自然免疫増強やがん抑制などの生理活性が報告されている。しかし，ほ乳類キチナーゼによって生体内でのキチンオリゴマーの生成された報告はない。昨年度は，マウス Chit1 と AMCase を最も研究がされている細菌のキチナーゼと比較しほ乳類キチナーゼが相乗効果を持つかどうかを共に存在する条件下で検討した。その結果，Chit1 と AMCase は生理的条件で相乗効果を示さないことを明らかにした (Kimura et al., 2019)。これらの結果から，Chit1 がキチンからキチンオリゴマーを生成しうる可能性を見出した。今年度は以上の結果を踏まえ，ヒト Chit1 がキチンオリゴマーを生成するかを検証するため，ヒトとマウス Chit1 の性質を比較した。その結果，ヒト Chit1 の活性がマウスのものよりも高かった，この性質の違いの原因を特定するため，ほ乳類 Chit1 のアミノ酸配列を比較した。その結果，マウス Chit1 の 218 番目のアミノ酸のみが W ではなく L であることが分かった。そこで，ヒト Chit1 W218L とマウス Chit1 L218W 変異体を作製し，Wild タイプとキチナーゼ活性と糖転移活性を比較した。そしてこの異なる性質の原因が218番目のアミノ酸であることを突き止めた(Kimura et al., 2020 )。また，この結果，ヒト Chit1 がマウス Chit1 に比べキチンオリゴマーを生成しやすい可能性が見出された。

キチンは，N-アセチル-D-グルコサミン (GlcNAc) のポリマーであり，カンジダのような感染症やダニなどのアレルギーを引き起こす生物などに存在する。ほ乳類は，その分解酵素である二種類のキチナーゼである chitotriosidase (Chit1) と acidic mammalian chitinase (AMCase) を発現している。これまで，人工的に作製されたキチンオリゴマーでは自然免疫増強やがん抑制などの生理活性が報告されている。しかし，ほ乳類キチナーゼによって生体内でのキチンオリゴマーの生成された報告はない。昨年度は，マウス Chit1 と AMCase を最も研究がされている細菌のキチナーゼと比較しほ乳類キチナーゼが相乗効果を持つかどうかを共に存在する条件下で検討した。その結果，Chit1 と AMCase は生理的条件で相乗効果を示さないことを明らかにした (Kimura et al., 2019)。これらの結果から，Chit1 がキチンからキチンオリゴマーを生成しうる可能性を見出した。今年度は以上の結果を踏まえ，ヒト Chit1 がキチンオリゴマーを生成するかを検証するため，ヒトとマウス Chit1 の性質を比較した。その結果，ヒト Chit1 の活性がマウスのものよりも高かった，この性質の違いの原因を特定するため，ほ乳類 Chit1 のアミノ酸配列を比較した。その結果，マウス Chit1 の 218 番目のアミノ酸のみが W ではなく L であることが分かった。そこで，ヒト Chit1 W218L とマウス Chit1 L218W 変異体を作製し，Wild タイプとキチナーゼ活性と糖転移活性を比較した。そしてこの異なる性質の原因が218番目のアミノ酸であることを突き止めた(Kimura et al., 2020 )。また，この結果，ヒト Chit1 がマウス Chit1 に比べキチンオリゴマーを生成しやすい可能性が見出された。