エンド-β-N-アセチルグルコサミニダーゼHSによる糖タンパク質からのアスパラギン結合コンプレックス型糖鎖の転移導入 Transglycosylation of Asparagine-linked Complex-type Oligosaccharides from Glycoproteins by Endo-β-N-acetylglucosaminidase HS

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抄録

エンド-β-<i>N</i>-アセチルグルコサミニダーゼは,アスパラギン結合型糖鎖のキトビオース間を適当な水酸基結合分子によって分解し,糖鎖をこの分子に転移する.われわれが発見した酵素 (エンドHS) は,糖タンパク質から,2,3,4本鎖コンプレックス型糖鎖を容易に遊離させる唯一の酵素で,われわれはエンドHSの糖鎖転移特性を検討してきた.エンドHSはヒトトランスフェリンから2本鎖コンプレックス型糖鎖を転移し,生成物は受容体濃度依存的に増加した.このとき,PNP-α/β-<small>D</small>-Glc,PNP-α/β-<small>D</small>-Gal,PNP-β-<small>D</small>-Man,PNP-β-<small>D</small>-Xyl,PNP-β-<small>D</small>-GlcNAcへ糖鎖を転移し,α/β-アノマーを区別しなかった.他の酵素は,糖の4位の水酸基がエカトリアルであることを要求するためGalには転移しない.したがって,エンドHSは,受容体分子の水酸基の立体配置認識が他の酵素とは異なっていた.生成した転移生成物は反応液中でほとんど減少せず,転移した糖鎖は,GlcNAcβ1-4以外の様式でGlcと結合しているか,エンドHSは糖鎖構造中のGlcNAc-GlcNAc間は加水分解するが転移生成物中のGlcNAc-Glc間は加水分解しにくいものと考えられた.また,エンドHSはPNP-グリセロールへも糖鎖を転移し,糖鎖供与体に対する<i>K</i><sub>m</sub>値は,受容体がPNP-β-<small>D</small>-Glcの場合と大差はなく,エンドHSの糖鎖供与体に対する親和性は,受容体分子の構造の違いによる影響を受けにくいものと考えられた.さらに,本酵素は糖タンパク質から3および4本鎖コンプレックス型糖鎖を転移した.また,糖ペプチドからも糖鎖を転移した.一方,糖アスパラギンからも2および3本鎖コンプレックス型糖鎖を各種単糖,オリゴ糖,糖アルコールおよび配糖体に転移した.また,極性有機溶媒が転移効率に有効であった.エンドHSによって,糖タンパク質由来のさまざまなコンプレックス型糖鎖をさまざまな受容体分子に直接導入し,糖鎖と受容体分子双方の機能を持つ機能性糖鎖ハイブリッド創成の実現の道が開いた.

Endo-β-<i>N</i>-acetylglucosaminidases hydrolyze <i>N</i>,<i>N</i>´-diacetylchitobiose linkages of asparagine-linked oligosaccharides. They can also cleave the linkage with suitable agents having hydroxyl groups and transfer the released oligosaccharides to the agents. Thus endo-β-<i>N</i>-acetylglucosaminidases are very useful for synthesis of neoglycoconjugates having asparagine-linked oligosaccharides. On the other hand, the structures of asparagine-linked oligosaccharides are divided into three groups, high-mannose type, hybrid type and complex type. We discovered a novel endo-β-<i>N</i>-acetylglucosaminidase (Endo), named Endo HS. Endo HS can specifically hydrolyze bi-, tri- and tetraantennary complex-type oligosaccharides from glycoproteins. We have investigated the transglycosylation reaction by Endo HS. Endo HS transferred the biantennary complex type oligosaccharide from human transferrin to <i>p</i>-nitrophenyl (PNP)-β-<small>D</small>-Glc and PNP-β-<small>D</small>-Gal. Endo HS was strictly distinct from other enzymes in transferring oligosaccharide to the Gal moiety. The amount of the transglycosylation product increased depending on the concentration of the acceptors. Endo HS also transferred the oligosaccharide to PNP-α-<small>D</small>-Glc, PNP-α-<small>D</small>-Gal, PNP-β-<small>D</small>-Man, PNP-β-<small>D</small>-Xyl, PNP-β-<small>D</small>-GlcNAc and PNP-glycerol. The amount of the transglycosylation product successively increased and became constant and then barely decreased. No apparent difference in the <i>K</i><sub>m</sub> value for human transferrin as an oligosaccharide donor was observed using different acceptors such as PNP-β-<small>D</small>-Glc and PNP-glycerol. Endo HS also transferred the triantennary complex-type oligosaccharide from calf fetuin and the bi-, tri- and tetraantennary complex-type oligosaccharides from human α<sub>1</sub>-acid glycoprotein to PNP-β-<small>D</small>-Glc. In addition to glycoproteins, Endo HS transferred biantennary complex-type oligosaccharide from glycopeptides. Furthermore, Endo HS transferred bi- and triantennary complex-type oligosaccharides from glycoasparagines to various monosaccharides, oligosaccharides, sugar alcohols and glycosides. The addition of polar organic solvents was also effective for the transglycosylation efficiency. The results demonstrate that Endo HS is a useful tool for synthesis of neoglycoconjugates having a wide variety of complex-type asparagine-linked oligosaccharides from glycoproteins.

収録刊行物

  • Journal of applied glycoscience

    Journal of applied glycoscience 54(2), 139-146, 2007-04-20

    The Japanese Society of Applied Glycoscience

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10018617689
  • NII書誌ID(NCID)
    AA11809133
  • 本文言語コード
    ENG
  • 資料種別
    REV
  • ISSN
    13447882
  • NDL 記事登録ID
    8828145
  • NDL 雑誌分類
    ZP24(科学技術--化学・化学工業--糖・澱粉)
  • NDL 請求記号
    Z17-15
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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