小胞体蛋白質フォールディングセンサー「UGGT」の構造活性相関と阻害剤開発

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粗面小胞体において糖タンパク質フォールディングセンサーとして働くUDP-グルコース糖タンパク質グルコース転移酵素(UGGT)は、ミスフォールドしたタンパク部分と、その表面に存在する高マンノース糖鎖の双方を認識し、糖鎖の非還元末端にグルコースをひとつ転移して、フォールディング促進シグナルであるモノグルコシル化糖鎖を生成する。その詳細な認識機構は不明であり、研究開始時には天然糖タンパク質およびその類縁体を基質とした定性的な解析しか報告されていなかった。天然糖タンパク質を基質として用いた場合、その糖鎖は多様な構造の混合物であるため、基質構造と活性の相関を厳密に評価することが不可能である。本研究では合成糖鎖基質を駆使することで、この問題点を克服した。今年度は昨年度までに報告した、UGGTの初の合成糖鎖基質の構造をもとに、様々な基質アナログや阻害剤を合成し、これらを用いた構造活性相関研究を行った。その結果、UGGTは高マンノース型糖タンパク質のコア糖鎖構造Man_3GlcNAc_2、および空間的にその近傍に位置する疎水性パッチを認識することが分かった。またこれらの研究過程で検出感度、反応性ともに向上した高機能な第二世代の基質開発に成功した。さらに関連する合成糖鎖を用いて、UGGTへの基質受け渡しを司るグルコシダーゼIIの性質が、疑似細胞内環境である分子クラウディング条件下において通常のin vitro assayの系と大きく異なるという興味深い現象を見出した。