魚類ガレクチンの糖鎖認識結合における分子機構

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硬骨魚類マアナゴの体表粘液から単離した2種類のガレクチン、コンジェリンIとコンジェリンIIの1次構造を比較したところ、相同なアミノ酸は62残基であり、相同率は46%と低く、イソガレクチンは分子進化の早い時期に祖先遺伝子から分岐したものであることがわかった。ピリジルアミノラクトース(PA-Lac)に対する結合定数を求めたところ、コンジェリンIで4.02×10^4(M^<-1>)、コンジェリンIIでは2.34×10^4(M^<-1>)であった。各種ラクトース誘導体の拮抗阻害試験から、ラクトース中のグルコース環が閉環していること、また、ラクトース中のグルコースの3位の水酸基が存在していることがレクチンと糖の結合に必要であることが明らかとなった。マアナゴガレクチンに対し化学修飾を行った結果、トリプトファン、アルギニン、ヒスチジン、カルボキシル基を修飾したものではその活性が低下し、これらのアミノ酸残基は糖との相互作用に関与していることが示された。トリプトファン、ヒスチジン、カルボキシル基は直接、糖と結合していることが、さらにアルギニンは糖との結合に適したガレクチンのコンフォメーションを維持していることが示唆された。これらのアミノ酸はすべて、ガレクチンファミリーに高度に保存されているものであった。コンジェリンIとIIの1次構造から作成したハイドロパシープロファイルは、1次構造の相同率が46%であるにもかかわらず非常に似ていた。両者とも分子全体で疎水領域が優勢であり、小さな親水性ドメインに挟まれた大きな疎水性ドメインを複数個もっており、これらの一部はサブユニットタンパク質間相互作用に関与していると考えられる。特に、ガレクチンファミリーに高度に保存されているアミノ酸が多く存在する領域である40〜85番目の残基(コンジェリンIを基準とした)のプロファイルは、ガレクチンファミリーに共通して保存されており、糖との結合部位が存在することが示唆された。