新奇糖脂質加水分解酵素EGALCの構造、機能および応用に関する研究

新型糖脂水解酶EGALC的结构、功能及应用研究

基本信息

批准号：
08J11609
负责人：
石橋洋平
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

ガラ系列を持つ接合菌クモノスカビのゲノムデータベース上に、エンド型の糖脂質分解酵素であるEGALCと相同性のある遺伝子(EGCrP)を発見した。大腸菌を用いて発現・精製したEGCrPを用いて、様々な糖脂質への加水分解作用を確認したところ、予想に反してグルコースがセラミドにβ結合したグルコシルセラミドを特異的に加水分解することが判明した。多くの真菌はグルコシルセラミドを持つことが知られており、増殖や出芽、環境適応能力、病原性への関与が示唆されている。真菌グルコシルセラミドは、ヒトを含む哺乳類とは異なる構造を持っているため真菌症の効果的な薬剤ターゲットとしても注目されている。その一方でグルコシルセラミドを分解する酵素であるグルコシルセラミダーゼは真菌では未だ同定されていない。EGCrPは本研究で初めて同定された真菌グルコシルセラミダーゼである。EGCrP遺伝子を欠損させた病原性真菌クリプトコッカス・ネオフォルマンスは、膜画分における加水分解活性が有意に減少していたことから、EGCrPは膜局在型の中性グルコシルセラミダーゼであることが明らかになった。変異株のグルコシルセラミドを定量した結果、野生株に比べ有意にグルコシルセラミドが蓄積していることが確認された。また、興味深いことに変異株では野生株では見られない分子種のグルコシルセラミドが検出された。これらの構造を解析した結果、真菌グルコシルセラミドの前駆物質と推測される構造を有していることが判明した。本研究により、新奇酵素EGCrPが関与する新しいグルコシルセラミド代謝経路の存在が強く示唆された。

我们在Gala系列的接合菌Arachnidum基因组数据库中发现了与内型糖脂降解酶EGALC同源的基因（EGCrP）。当我们使用大肠杆菌表达和纯化的 EGCrP 来确认对各种糖脂的水解作用时，我们发现，与预期相反，葡萄糖特异性地水解了与神经酰胺 β 连接的葡萄糖神经酰胺。已知许多真菌含有葡萄糖神经酰胺，它被认为与生长、出芽、环境适应性和致病性有关。真菌葡萄糖神经酰胺具有与包括人类在内的哺乳动物不同的结构，因此作为真菌疾病的有效药物靶点而受到关注。另一方面，葡萄糖神经酰胺酶（一种降解葡萄糖神经酰胺的酶）尚未在真菌中被发现。 EGCrP 是本研究中鉴定的第一个真菌葡萄糖神经酰胺酶。删除了EGCrP基因的病原菌新型隐球菌的膜部分的水解活性显着降低，表明EGCrP是膜定位的中性葡糖神经酰胺酶。对突变株中的葡萄糖神经酰胺进行定量的结果，确认与野生型菌株相比，葡萄糖神经酰胺显着蓄积。有趣的是，在突变菌株中检测到了野生型中未发现的葡萄糖神经酰胺分子种类。分析这些结构的结果发现，它们具有推测为真菌葡萄糖神经酰胺前体的结构。这项研究强烈表明存在一种涉及新型酶 EGCrP 的新葡萄糖神经酰胺代谢途径。