エンド型グリコシダーゼを利用した糖鎖工学
	現在の糖鎖工学の問題点 　現在のバイオテクノロジーの緊急的な課題は、生物活性を有する糖鎖を合成し、それをペプチドやリピドに結合させると云う糖鎖工学的技術の開発である。現在、複合糖質、すなわち、糖タンパク質(Ｎ-グリカン、Ｏ-グリカン)、プロテオグリカン、及びグリコリピドの有する長鎖のそして分枝した糖鎖を化学的に合成することは極めて困難である。特に、遺伝子工学的に産生されたいくつかのリコンビナントタンパク質が、本来天然のタンパク質が有している糖鎖を欠落しているという問題を解決するための、タンパク質やリピドに糖鎖を結合させるための有効な手段がない。一方現在、糖鎖の再構築や、タンパク質への糖鎖の結合を触媒する酵素、リガーゼもグリコシルトランスフェラーゼも、現在のところ有用なものはない。 エンド型グリコシダーゼの有用性 　エンド型グリコシダーゼは、複合糖質の糖鎖の内部と、コアタンパク質(またはコアリピド)と糖鎖の結合領域のグリコシド結合を加水分解する(Fig. 1)。結果として、オリゴ糖が糖鎖の非還元末端側から遊離される。同時に、この酵素は、見かけ上の逆反応としての、オリゴ糖の転移反応も触媒する。したがって、複合糖質の糖鎖の合成や再構築と糖鎖のペプチドへの結合のためには極めて有用である(Fig. 2)。
図1.　複合糖質に作用するエンド型グリコシダーゼ
図2.　糖質組み換え複合糖質の酵素的合成
	複合糖質に作用するエンド型グリコシダーゼ 　エンド型グリコシダーゼには２つのタイプがある。一つは、複合糖質の糖鎖とコア部分(ペプチド及びリピド)の結合部位に作用するものと、他は複合糖質の結合部位から離れた糖鎖内部に作用するものである。
	1. Ｎ-グリカン (1) エンド-β-Ｎ-アセチルグルコサミニダーゼ(Ｎ-グリカンの糖鎖のコア構造部分に作用する) (2) エンド-β-マンノシダーゼ(Ｎ-グリカンの糖鎖のコア構造部分に作用する) 2. Ｏ-グリカン (1) エンド-α-Ｎ-アセチルガラクトサミニダーゼ(Ｏ-グリカンの糖鎖とペプチドとの結合部位に作用する) 3. プロテオグリカン (1) エンド-β-キシロシダーゼ、エンド-β-ガラクトシダーゼ、エンド-β-グルクロニダーゼ(プロテオグリカンのグリコサミノグリカン糖鎖とコアペプチドとの結合部位に作用する) (2) 精巣性ヒアルロニダーゼ、エンド-β-Ｎ-アセチルヘキソサミニダーゼ(グリコサミノグリカン糖鎖：ヒアルロン酸とコンドロイチン硫酸との糖鎖内部に作用する) 4. グリコリピド (1) エンドグリコセラミダーゼ(グリコリピドの糖鎖とリピドとの結合部位に作用する)
	エンド型グリコシダーゼを用いた糖鎖の合成や再構築の特徴
	1. 酵素はドナーとしての糖鎖からオリゴ糖ブロックを、アクセプターとしての糖鎖ペプチドまたはリピドに転移することができる。 2. 反応は、結合特異的な及び立体選択的な転移反応である。 3. 反応は温和な条件下で短時間のうちに進行する。
	エンド型グリコシダーゼを用いた糖鎖工学は、化学合成法との組み合わせによって長足の進歩するだろうと予想される。
	遠藤 正彦（弘前大学・医学部）
	References (1) Takagaki K, Kon A, Kawasaki H, Nakamura T, Tamura S, Endo M. : Isolation and characterization of Patnopecten mid-gut gland endo-beta-xylosidase active on peptidochondroitin sulfate. J. Biol. Chem. 265, 854-860, 1990 (2) Takagaki K, Nakamura T, Izumi J, Saitoh H, Endo M. : Characterization of hydrolysis and transglycosylation by testicular hyaluronidase using ion-spray mass spectrometry. Biochemistry, 33, 6305-6507, 1994 (3) Saitoh H, Takagaki K, Majima M, Nakamura T, Matsuki A, Kasai M, Narita H, Endo M : Enzymic reconstruction of glycosaminoglycan oligosaccharide chain using the transglycosylation reaction of bovine testicular hyaluronidase. J. Biol. Chem. 270, 3741-3747, 1995
2001年 6月 15日