新奇硫酸化シアル酸の代謝と生物学的機能の解明

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シアル酸はアセチル化、メチル化など様々に修飾されることによって構造多様性をもつが、その修飾シアル酸の生物学的意義やそれを産み出す代謝経路については全く解明されていない。我々は、無脊椎動物ウニに硫酸化シアル酸の存在を発見し、受精過程に必須であることを証明してきた。本研究の目的はシアル酸の硫酸化修飾の脊椎動物における重要性を解明することであり、以下の2項目を行った。まず、(1)シアル酸の硫酸化修飾に関わる2つの酵素SULT(硫酸転移酵素)とSULE(硫酸基加水分解酵素)の同定について : 平成24年度において開始した硫酸化シアル酸に対する抗体を用いたパニング法でのクローニングを推進した。その過程で硫酸化シアル酸の発現に関与する遣伝子をSULTの候補分子として同定した。この遺伝子をクローニングした結果、硫酸化転移酵素との相同性はなかったがある種のシアル酸代謝酵素の相同タンパク質であった。SULEについては、ホモロジー検索による候補分子の検索を行ったが、まだその絞り込みはできなかった。次に、(2)シアル酸硫酸化の機能解明 : (i)マウス、ヒト組織における硫酸化シアル酸の存在分布の解明 : 我々が開発した硫酸化シアル酸を認識するモノクローナル抗体3G9および2C4を用いて、マウスとヒトの正常およびがん組織切片の免疫化学的検索を引き続き行った。硫酸化シアル酸は普遍的に様々な細胞に発現していることが確認された。(ii)研究途上で、硫酸化シアル酸含有量が高いウニ生殖巣から硫酸転移酵素ホモログ遺伝子を探索し、そのひとつをクローニングして、組換え体酵素を大腸菌で発現させて性質を調べた結果、シアル酸のような糖ではなく、有機低分子化合物を硫酸化する活性が検出された。遺伝子導入実験から、この酵素が毒性のある有機化合物存在下で培養された細胞の生存率を改善するという興味深い結果が得られた。