蘚類の生産する新規細胞外Mn-SODの構造と生物学的意義

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筆者らが蘚類ネジグチゴケBarbula unguiculataから発見した新規な細胞外マンガン型スーパーオキシドジスムターゼ(Mn-SOD)は、従来のMn-SODとは異なり、細胞外に産生され、かつ糖鎖を含む新規な特性を有している。本研究では細胞表層系における本酵素の生物学的意義を酸素ストレス耐性や細胞壁合成の面から解明することを第一の目的とした。本酵素は高等植物のgerminおよびgermin like proteinsに相同性が高いが、germinはoxalate oxidase活性を持つ糖タンパクでありMnの存在やSOD活性は報告されていない。逆に本酵素はoxalate oxidase活性を持たない点でgerminとは異なる。両者の構造と活性における異同を明確にするために、まず、酵素の大量培養系を構築し、精製酵素を調製した。本酵素の部分アミノ酸配列からプローブを調製し、遺伝子解析を行ない、194アミノ酸からなる全配列を決定した。その結果、本酵素は2つのgermin box特有の配列を持つことからgermin like proteinsであることがわかった。TOF-MSによる分子量決定から六単糖として7-8個の糖が全アミノ酸配列中の一箇所に結合していることが示唆され、現在これを酵素により切り出し精製し、精製表品について、キャピラリー電気泳動による糖組成解析および糖鎖認識抗体による染色法から糖鎖解析を行なっている。現在MSおよびNMRによる推定構造の確認を行なっている。本酵素が何故SOD活性をもつのか、また細胞外に産生されるのかについてはoxalateの分解の際に精製される過酸化水素を消去するための過酸分解系の役割を持つこと、および細胞表層多糖の重合反応における過酸消去機能の面から追跡中である。