カルネキシンによる糖鎖シグナル認識と糖タンパク質生合成制御機構の解明

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カルネキシンは粗面小胞体(ER)に存在するレクチン様分子シャペロンであり、糖タンパク質のフォールディング中間体の正しい組み立てを促進することから、ERでの糖タンパク質の品質管理にとって重要な役割を果たしている。平成12年度は、カルネキシンについて糖タンパク質認識機構の解析を進めるため、カルネキシンin vitroフォールディングアッセイ系の作成と解析を行った。具体的には、モノグルコシル化糖鎖(Glc1Man9)をもつJack bean α-mannosidaseと、α-mannosidaseからEndoHで糖鎖を除去した基質を作成して、カルネキシンの認識する基質に用いた。これらα-mannosidaseを6M塩酸グアニジンで変性した後、熱処理でタンパク質の凝集を誘導した。精製した可溶化カルネキシンを添加して、その基質の凝集抑制能を測定(Light scattering)することにより、シャペロン作用を評価した。また、α-mannosidaseの変性と再活性化について酵素活性の測定を行い、アッセイ系にオリゴ糖やATPを加えることにより、シャペロン作用への影響を検討した。解析の結果、カルネキシンは糖タンパク質のモノグルコシル化糖鎖を認識するとともに変性したポリペプチド部分をも認識することが明かとなった。また、カルネキシンがin vitroでの基質タンパク質の熱による変性を防ぎ、変性タンパク質の再活性化を助けることにより、シャペロン活性を示すことを見い出した。さらに、in vitro実験系ではカルネキシンの基質タンパク質認識において、糖鎖に対する親和性が最も重要であること、また、その分子制御機構において、ATPはカルネキシンのシャペロン機能を促進し、糖鎖結合部位への糖鎖の結合はカルネキシンのペプチド結合能を抑制することも明らかになった。