精密分子設計に基づく蛍光基質の開発とそれを用いた新規糖質加水分解酵素の探索と同定

摘要

自然界には多種多様な構造を有する糖質が数多く存在し，生物はこれら多様な糖質を機能性分子など様々な用途として利用している.ヒトでは機能性分子としての糖質の代表的なものとして，タンパク質の翻訳後修飾の一つである糖鎖付加があり，本修飾はタンパク質の品質管理をはじめとした多くの生命現象に重要な役割を果たしている.本稿ではヒト細胞における結合型糖鎖プロセシング酵素のセルベース蛍光イメージング戦略，ならびに本戦略を用いた新規結合型糖鎖プロセシング酵素活性の採索について紹介する.具体的には，以下二つの内容である.1)既知N-結合型糖鎖プロセシング酵素の活性部位構造についてin silico解析を行い，これら酵素の特徴的な活性部位構造を明らかとした.2) in silico解析結果に基づいて新規N-結合型糖鎖プロセシング酵素のための蛍光基質を開発し，これら蛍光基質を用いて新規ゴルジ体β-アロシダーゼ活性，ゴルジ体β-ガラクトシダーゼ活性を発見した.また，開発した蛍光基質を用いることでリソソームβ-N-アセチルダルコサミニダーゼ活性，α-L-フコシダーゼ活性を生細胞内で高感度に蛍光イメージングすることが可能となった.