神経細胞接着分子(N-CAM)のポリシアル酸含有糖鎖の精密構造解析と機能的役割

胎児期の神経系に発現される神経細胞接着分子(N-CAM)には、ポリシアル酸構造が存在し、N-CAM分子同士の特定ドメイン間のhomophilicな接着の強さを負に調節する機能をもつと言われており、神経形成過程において重要な役割を担っている。このポリシアル酸による接着制御の分子機構を解明することを目的として、本研究はN-CAMポリシアル酸含有糖鎖の精密な構造解析を行い、次の成果が得られた。(1)ニワトリ胎児型N-CAMのポリシアル酸含有糖鎖の構造決定:N-CAM由来のポリシアロ糖ペプチドを、ニワトリ14日胚1,500個体の脳から精製し、その構造を組成分析、メチル化分析、^1HNMRおよびFAB-MS測定の結果に基づいて決定した。triantenna構造をもつ硫酸化N-型糖鎖をコア糖鎖としてもつことを明らかにした。この硫酸化構造がポリシアル基の形成に関与する酵素の認識に重要な構造単位であることが示唆された。(2)ニワトリ胎児型N-CAMのポリシアル酸含有糖鎖のポリシアリル基には、O-アセチル基が存在することが初めて示された。O-アセチル基はNeu5Ac残基のC-7または8位に結合していると考えられる。(3)ポリシアル酸検出プローブとしてのバクテリオファージK1F由来エンドシアリダーゼ(Endo-N)のポリシアリル糖鎖に対する反応特異性を解析し、コア糖鎖にシアル酸残基を1〜2個残すように切断することが初めて明らかになった。

胎児期の神経系に発現される神経細胞接着分子(N-CAM)には、ポリシアル酸構造が存在し、N-CAM分子同士の特定ドメイン間のhomophilicな接着の強さを負に調節する機能をもつと言われており、神経形成過程において重要な役割を担っている。このポリシアル酸による接着制御の分子機構を解明することを目的として、本研究はN-CAMポリシアル酸含有糖鎖の精密な構造解析を行い、次の成果が得られた。(1)ニワトリ胎児型N-CAMのポリシアル酸含有糖鎖の構造決定:N-CAM由来のポリシアロ糖ペプチドを、ニワトリ14日胚1,500個体の脳から精製し、その構造を組成分析、メチル化分析、^1HNMRおよびFAB-MS測定の結果に基づいて決定した。triantenna構造をもつ硫酸化N-型糖鎖をコア糖鎖としてもつことを明らかにした。この硫酸化構造がポリシアル基の形成に関与する酵素の認識に重要な構造単位であることが示唆された。(2)ニワトリ胎児型N-CAMのポリシアル酸含有糖鎖のポリシアリル基には、O-アセチル基が存在することが初めて示された。O-アセチル基はNeu5Ac残基のC-7または8位に結合していると考えられる。(3)ポリシアル酸検出プローブとしてのバクテリオファージK1F由来エンドシアリダーゼ(Endo-N)のポリシアリル糖鎖に対する反応特異性を解析し、コア糖鎖にシアル酸残基を1〜2個残すように切断することが初めて明らかになった。