ゼブラフィシュを用いた新規の糖鎖修飾遺伝子の機能解析

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ヘパラン硫酸は、FGF、Wnt、ヘッジホッグによるシグナル情報伝達や神経発生において重要な役割を担っている。ヘパラン硫酸糖鎖は、分子内に複雑な硫酸化パターンを持ち、特定の硫酸化パターンが各種シグナル分子との特異的な相互作用に必要なことが知られている。我々は、神経発生において重要な役割を担うフロアープレート細胞に特異的に発現する遺伝子として、新規のスルファターゼ(SulfFP)を単離し、その機能解析を行っている。今回、SulfFPを強制発現させた培養細胞上清から得られたSulfFP蛋白を用いて、その酵素学的な性質を詳細に検討した。先ず、スルファターゼの人工基質である4-メチルウンベリフェリル硫酸(4-MUS)を用いてスルファターゼ活性を測定した所、中性条件下では強い活性が観察されたが、酸性条件下では活性が無かった。また、全てのスルファターゼ分子の活性化に必要なSulfatase Modifying Factor(SUMF)を共発現させると、SulfFPの活性が増強されることが明らかになった。更に、HPLCを用いた二糖組成分析を行い、SulfFPがヘパリン内部の6-硫酸基を分解するエンドスルファターゼ活性を持つこと、N-、2-、6-位が硫酸化された構造が良い基質となることを明らかにした。以上の結果から、SulfFPは、ヘパラン硫酸の6位の硫酸基を特異的に分解するエンド型スルファターゼであり、ヘパリン結合性因子の情報伝達を調節している可能性があると考えられる。更に、我々は発生研究で良く使われるゼブラフィッシュを用いて遺伝子機能を解明するために、2つのSulfFP遺伝子を単離し、その構造と発現を決定した。更に、これらをSUMFと共に過剰発現させると、体軸形成異常や運動異常などの発生異常が生じることを明らかにした。