ヒトガレクチン1の糖結合アロステリック効果の解析

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ヒトガレクチン1(hGal1)はβガラクトシド骨格に結合する水溶性タンパク質(レクチン)である。生理条件下では2量体として存在し、糖鎖の架橋を介して細胞接着や信号伝達に関与する。本課題ではこ量体中の2ヶ所の糖鎖結合部位での糖結合に関して(i)アロステリック効果の有無の検証、ならびに(ii)糖結合能力を変化させる分子機構を解明することを目的として研究を行った。(i)において、コンドロイチン4硫酸を用い単位二糖換算濃度依存性を測定したところ、ヒル係数が1.21±0.07と決定された。これに対し構成単位二糖を用いた場合、グルクロン酸-ガラクトサミン4硫酸は結合せず、Gal-Glcの結合のヒル係数は誤差の範囲で1であった。多糖への結合が、アロステリック効果以外の要因によって効率化されていることを意味する。なお結合定数は既報と同程度の値が得られたことから、蛍光分光法を用いた解析が有用であることが分かった。また(ii)に関して、中性(pH7.5)から酸性(pH4.0)に変化する際に糖結合定数が低下することを見いだした。野生型、His44Gln変異体、およびHis52Gln変異体に関する229nm励起紫外共鳴ラマンスペクトルおよび糖結合定数の測定値のpH依存性の対応関係から、糖鎖結合領域に含まれる2残基のHis残基での水素結合形成(それぞれβガラクトシド構造のうち4-OHおよび2-OHと相互作用する)、特にHis44での相互作用の成否が糖結合能力のpH依存性の原因の一つであることを意味する結果が得られた。2-および4-デオキシガラクトースを用いたhGal1の糖結合活性測定においても上述の考えを支持する結果が得られた。