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糖タンパク質






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ラクトフェリン

糖鎖




糖タンパク質
 glycoprotein
  1. 糖とタンパク質が結合した一群の物質の総称その背骨であるポリペプチドにオリゴサッカリド(glycan)鎖が共有結合でくっついているタンパク質である
  2. 2糖の繰り返し構造を持ち、糖の含有量が非常に多いものはプロテオグリカン(ムコタンパク質)と呼んで、糖タンパク質とは別に扱われている
  3. 2〜6種類の単糖が一定の繰り返し構造を持たずにタンパク質と共有結合している複合タンパク質を糖タンパク質という
  4. すべての細胞に存在し、唾液・胃液・血液などの分泌物、消化管粘膜などに含まれていて、粘性物質(ムチンなど)の主体をなす
  5. 母乳に含まれる糖タンパク質ラクトフェリン






「糖タンパク質」を酵母を使って生産することに成功
  • 人間の胎内にあるものと細部までそっくり同じ構造の「糖タンパク質」を酵母を使って生産することに成功した。
    タンパク質と糖が結合した糖タンパク質は医薬原料として利用が期待できる。
    生物の体内には、タンパク質糖鎖が結合した様々なタンパク質があり、体作りや機能調節に重要な働きをしている。これまで遺伝子組み換え酵母などで糖タンパク質を作ると、タンパク質部分は人間と同じでも、糖鎖部分は酵母特有のものになってしまい、人間とそっくりのものが作れなかった。
    酵母に遺伝操作を施し、人間など哺乳動物に特有な糖鎖(高マンノース型糖鎖)を作れるようにした。
    この酵母を使って、細胞増殖作用を持つ糖タンパク質『線維芽細胞増殖因子(FGF)』を作り、できたFGFをマウスに投与したところ、動物細胞で作った既存のFGFに比べ肝臓への蓄積が多く、より生体になじむことを確認した。







ヘパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)
  • 2009年、自然科学研究機構・基礎生物学研究所の林良樹助教らのチームは、体内でタンパク質の喪失を防いでいる糖タンパク『ヘパラン硫酸プロテオグリカン』(HSPG)が幹細胞の維持に欠かせないことを突き止めた。
    HSPGを欠いたショウジョウバエの細胞を詳細に観察して解明した。
    成果は、米細胞生物学誌のザ・ジャーナル・オブ・セルバイオロジーに掲載。
    HSPGを欠いたショウジョウバエの生殖細胞などをレーザー顕微鏡で観察した結果、幹細胞が維持されずに消失してしまうことが分かった。逆にHSPGを過剰に作り出すハエの変異体では、幹細胞の数も過剰になった。
    HSPGは幹細胞を取り巻く細胞の表面に存在し、幹細胞を維持する上で不可欠な細胞集団の中での居場所を作り出しているとみられる




合成に重要な遺伝子特定
  • 東京都臨床医学総合研究所と横浜市立大学木原生物学研究所の共同チームは、細胞内での「糖タンパク質」の合成で重要な役割を担っている遺伝子を見つけた。タンパク質に糖が結合した糖タンパク質は細胞膜の構成に不可欠な要素で、その機能解明は様々な病気が起きる仕組みを明らかにしたり治療法を開発するうえで手がかりになる。
    この遺伝子は細胞内で糖タンパク質を合成する場所である「ゴルジ体」への入り口のタンパク質を作る。ここは合成のために糖が運び込まれるいわば「関所」にあたる。
    共同チームは糖タンパク質の一部に異常があるマウスの細胞を手がかりに遺伝子を探した。細胞の表面の糖タンパク質でガラクトース(糖の一種)が欠けているためウイルスに感染しやすくなっている細胞があることに着目、糖タンパク質の合成に不可欠な遺伝子を捜したところ、性を決定するX染色体の上に遺伝子を発見した。
    遺伝子の長さは2600塩基数。この遺伝子を欠損したマウスの細胞に人為的に遺伝しを導入してみたところ、糖タンパク質にガラクトースが結合したものが現れるようになった。
    また遺伝子から出来るタンパク質はリング状の構造をしており、アミノ酸数は390個で分子量は30000。
    糖とタンパク質が結合した糖タンパク質は生体内において細胞同士の認識や化学物質の輸送などの役割を担っている。発見した遺伝子を活用してタンパク質に任意の糖を結合できるようになれば、新しい機能を持った糖タンパク質が自在に合成出来る




タンパク質と糖を結合させるために働く・・・Svp26
  • 2010年、東京大学大学院農学生命科学研究科の依田幸司強雨と野田陽一助教は、細胞の中でタンパク質と糖を結合させるために働く「糖タンパク質」を突き止めた。
    体内のタンパク質は、くっつく糖に応じて機能を発揮する。
    結合の仕組みが分かれば、病気などに関連した体内の様々なタンパク質の働きに関する理解が進む可能性がある。
    細胞中の小器官である小胞体の膜タンパク質「Svp26」が、結合の際に働いていることを見つけた。このタンパク質が小胞体内で、別のタンパク質と糖の一種「マンノース」をくっつける役割を担う酵素に結合。タンパク質選別機能を持つゴルジ体にまで酵素を運ぶことが分かった。
    ゴルジ体では、運んだ酵素が働いてマンノースとタンパク質が結合していく。
    研究チームは遺伝子操作で「Svp26」を作れない酵母を作製して実験した。すると、酵母の多くがゴルジ体まで運ばれずに小胞体に蓄積した。








ガラクトース代謝異常
  • ガラクトース血症は
    ガラクトースがグルコース-1-リン酸に転化される過程の先天性代謝異常。
    以下の常染色体劣性遺伝が知られている。
    • @ガラクトース-1-リン酸ウリジルトランスフェラーゼ欠損
      • ・乳糖摂取後、嘔吐や下痢を起こす。
        ・体重増加不全
        ・肝腫
        ・黄疸
        ・タンパク尿
      Aガラクトキナーゼ欠損・・・ガラクトース血症と白内障を起こす。
      BUDP-ガラクトース-4-エピメラーゼ欠損




ヒトの糖タンパク質
中の主な糖
略号 糖ヌクレオチド
ガラクトース Gal ヘキソース UDP-α-Gal
グルコース Glc ヘキソース UDP-α-Glc
マンノース Man ヘキソース GDP-α-Man
N-アセチルガラクトサミン GalNac アミノヘキソース UDP-α-GalNac
N-アセチルグルコサミン GlcNac アミノヘキソース UDP-α-GlcNac
フコース Fuc デオキシヘキソース GDP-β-Fuc
N-アセチルノイラミン酸 NeuAc シアル酸 (9炭糖) CMP-NeuAc









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