長鎖糖鎖を基質とする硫酸基転移酵素の検索と精製及びその性状解析

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本研究は、3糖以上の長糖鎖の硫酸化修飾を触媒する新規の硫酸基転移酵素の検索と精製法の確立、およびその性状解析を目的としている。本年度はSM2b、SB2、或いはSM1aなど3糖以上の糖鎖を有する糖脂質糖鎖に硫酸基転移を触媒する酵素(Gg_3Cer sulfotransferase)の精製および性状解析、加えて昨年度に続きスルファチド(SM4)合成に関わるラット腎由来硫酸基転移酵素(GalCer sulfotransferase:CST)の精製、構造決定および性状をさらに詳細に解析した。ラット腎臓にはSM2bなど末端GalNAcが硫酸化された糖脂質が他の臓器に比べ豊富に存在する。先の酵素の精製法を検討し、さらにその部分精製標品を用いて酵素学的性状や基質特異性を確認した。この結果、本酵素が糖脂質糖鎖末端GalNAc(アセチルガラクトサミン)3位を硫酸化し、主にGg_3CerからSM2b、あるいはSM2aからSB2の生合成に関与する酵素であることを見い出した[Characterizaition of Gg_3Cer sulfotransferase from rat kidney.投稿準備中。第72回日本生化学会大会発表など]。また、CSTは末端Gal(ガラクトース)3位の硫酸基転移酵素であるが、Gg_3Cerの末端GalNAc3位はほとんど硫酸化しないこと、一方、本酵素はCSTの至適アッセイ条件では糖脂質糖鎖に硫酸基転移活性を示さないことを確認した。すなわち、本研究結果は本酵素がCSTとは明らかに酵素学的に異なる糖脂質糖鎖硫酸基転移酵素であることを示していた。なお、私は最近CSTラットおよびマウスのCSTのcDNA配列を一部決定している。今後この点を基盤としスルファチド合成や硫酸基転移酵素とその生物学的機能に関し遺伝子工学的アプローチからも解析をすすめる予定である。