ペプチドライブラリを用いたタンパク質架橋酵素ファミリーの至適基質配列の解明と展開

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トランスグルタミナーゼ(TGase)は、タンパク質中のグルタミン残基とリジン残基(もしくは一級アミン)との間に共有結合を形成する反応を触媒する一群の酵素である。ヒトなど高等動物では8つのアイソザイムが組織特異的に発現して多彩な生命現象に関与している。昨年度までに申請者は、ファージディスプレイ法を応用して、本酵素反応における高反応性基質配列をランダムペプチドライブラリから探索する手法を確立し、主要なアイソザイムであるTGase 2、TGase 1、Factor XIII(血液凝固第XIII因子)の、それぞれに対して特異的に高い反応性を示す、ダルクミン残基側の基質配列(12アミノ酸残基)を同定することに成功してきた。今年度は同様のアプローチを皮膚表皮に存在するTGase 3についても行った。TGase 3はTGase 1とともに、皮膚表皮形成に必須のアイソザイムである。昆虫細胞系を用いて大量にTGase 3を発現精製した後、これを用いて基質となる配列の候補を、ランダムペプチドライブラリから数十種同定することに成功した。なお、上述の実験と並行して、より基質タンパク質としての探索に特化した系を確立する試みとして、T7ファージ提示型のヒト脳cDNAに由来するポリペプチドライブラリから、TGaseに対する高反応性ポリペプチド基質配列の探索を行った。その結果、これまでにいくつかのタンパク質の部分配列(40-50アミノ酸残基)をTGase 2に対する高反応性基質ポリペプチドとして同定することに成功している。