マウス胃における酸性哺乳類キチナーゼの消化酵素としての機能の検証

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キチンは，N-アセチル-D-グルコサミン (GlcNAc) が β-1,4 結合した直鎖の高分子化合物で，自然界で二番目に多い多糖である。キチンは，真菌，甲殻類，昆虫を含む広範囲の生物の主要な構成成分として機能している。また，キチンは，ほ乳類の消化システムでは消化されないため，食物繊維として考えられている。酸性ほ乳類キチナーゼ (acidic mammalian chitinase, AMCase) はキチン分解酵素である。この酵素は，喘息および他のアレルギー性炎症に関与している。これまでの研究において，複数遺伝子の発現を同じ尺度で定量する PCR システムを確立し，マウスにおいて AMCase が胃で，消化酵素並みの非常に高いレベルで発現することを見出した。本研究では，AMCase が消化管において消化酵素として機能しているかを検証した。まず，マウスの胃組織を，プロテアーゼ阻害剤を含まない TS buffer [20 mM Tris-HCl (pH7.6), 150 mM NaCl] でホモジナイズし，可溶性タンパク質を調製した。この可溶性タンパク質を胃条件下（pH 2.0，37℃）と，腸条件下（pH 7.6，37℃，トリプシンとキモトリプシンを加えた条件）での AMCase を解析した。その結果，AMCase は pH 2.0 でペプシン消化に耐性があり，同様に，pH 7.6 でトリプシンとキモトリプシンの消化に耐性があった。また，消化管の条件下で AMcase のキチン分解能の減少は見られなかった。さらに，AMCase は，胃と腸条件下でコロイダルキチンと結晶性キチンを分解し，GlcNAc 二量体を生産した。以上研究の結果から，AMCase は，マウスの胃と腸で消化酵素として機能できることがわかった。また，キチンがマウスの体内で代謝され，エネルギー源として利用されている可能性が示唆された。以上の内容は，英文原著論文としてまとめ，Proc. Natl. Acad. Sci. USAに投稿し，現在 revise 中である。