新奇スフィンゴ糖脂質分解酵素群を利用した糖脂質代謝機構の解明及び創薬への応用

使用新型鞘糖脂降解酶阐明糖脂代谢机制及其在药物发现中的应用

基本信息

批准号：
12J03574
负责人：
澄田智美
金额：
$ 2.32万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

申請者は自身が発見したPaenibacillus sp. TS12株由来の新規グリコシダーゼ群を網羅的に解析し、ポリシアロガングリオシドからセラミドにまで分解するのに必要な微生物由来のすべてグリコシダーゼの生化学的な解析を完成させることを目的に研究を行った。また、新規グリコシダーゼの構造解析を行うことで、スフィンゴ糖脂質の代謝異常症の治療法として期待されているケミカルシャペロン法への応用を目指した化合物の探察を目的としていた。当該年度は新規スフィンゴ糖脂質分解酵素の諸性質の検討及び結晶化スクリーニングを行った。これまでに報告のない、微生物由来の糖脂質に作用するグリコシダーゼの基質特異性を詳細に検討した。糖脂質とオリゴ糖に対する活性の比較を行い、糖脂質の分解に関わっていると考えられるドメインの同定を行った。そのドメイン欠損体を作製し、糖脂質やオリゴ糖への活性を比較し、ドメインの影響を調べた。また、触媒残基の同定を行い、変異体を作製して活性測定を行った。新規スフィンゴ糖脂質分解酵素の触媒メカニズムの解明を行うためにタンパク質の結晶化スクリーニングを行った。酵素のコンストラクト、結晶化条件を検討したが構造解析可能な結晶を得ることはできなかった。構造解析を行うことはできなかったが、申請者が発見した酵素は既報の哺乳類由来の酵素および微生物由来の酵素と基質特異性の部分でかなり異なり、広範囲の糖脂質に作用することができ、補酵素や界面活性剤の非存在下でも糖脂質に作用できる非常に興味深い酵素である。現在、上記結果をまとめ、論文を作成中である。

申请人对他所发现的源自类芽孢杆菌TS12菌株的新型糖苷酶群进行了全面分析，并完成了将聚唾液酸神经节苷脂降解为神经酰胺所需的所有微生物来源的糖苷酶的生化分析。此外，通过对新型糖苷酶进行结构分析，我们旨在探索可应用于化学伴侣方法的化合物，有望成为鞘糖脂代谢紊乱的治疗方法。本财年，我们研究了新型鞘糖脂降解酶的特性并进行了结晶筛选。我们详细研究了作用于源自微生物的糖脂的糖苷酶的底物特异性，迄今为止尚未有报道。我们比较了针对糖脂和寡糖的活性，并确定了被认为参与糖脂降解的结构域。我们创建了该蛋白质的结构域删除版本，比较了其对糖脂和寡糖的活性，并研究了该结构域的影响。我们还鉴定了催化残基，创建了突变体，并测量了它们的活性。进行蛋白质结晶筛选以阐明新型鞘糖脂降解酶的催化机制。尽管我们研究了酶的构建体和结晶条件，但我们无法获得可用于结构分析的晶体。尽管无法进行结构分析，但申请人发现的酶在底物特异性方面与先前报道的源自哺乳动物和微生物的酶有很大不同，并且可以作用于广泛的糖脂，这是一种非常有趣的酶。即使在没有辅酶和表面活性剂的情况下也能作用于糖脂。我们目前正在整理上述结果并准备一篇论文。