YKL-40(HC-gp39、CHI3L1とも呼ばれる)は、喘息、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、炎症性腸疾患(IBD)、アルコール性肝硬変、アルツハイマー病、およびがんの患者で増加することが知られています。そのため、YKL-40はこれらの疾患のバイオマーカーであり、その役割が明らかになれば、治療のターゲットになる可能性があります。
生命化学科の鈴木渓太さん(博士後期課程3年)と小山文隆教授らの研究グループは、YKL-40がキチンに強く結合するが、特定のアミノ酸が置換されることでキチン分解活性を失っていることを発見しました。これにより、YKL-40は、キチンを認識するが、キチナーゼとしては機能しない進化的なメカニズムが明らかになりました。
図の説明:今回の研究で、YKL-40がキチナーゼ活性を失う原因に、69番目のアミノ酸であるトリプトファン(W69)が強く関わっていることがわかりました。図の中では、基質(GlcNAcオリゴマー)は黄色で、YKL-40のアミノ酸は水色で示されています。また、これらの間に生じる相互作用は点線で示されています。図の左側は、既に報告されている野生型YKL-40の立体構造を示しており、右側は今回作成したW69T置換の変異体の立体構造を示しています。トリプトファン(W)をスレオニン(T)に置換することで、YKL-40と基質との間や酵素内での相互作用が大きく変化し、このアミノ酸の置換がキチナーゼ活性とキチン結合特性に影響を与える可能性を示しています。
要旨(研究概要)はPDFをご覧ください。
<発表雑誌>
雑誌名:Journal of Biological Chemistry
論文名:Evolutionary insights into sequence modifications governing chitin recognition and chitinase inactivity in YKL-40 (HC-gp39, CHI3L1)
J. Biol. Chem. 300, 107365 (2024)
URL: https://www.jbc.org/article/S0021-9258(24)01866-0/fulltext
発表者:工学院大学 先進工学部 生命化学科 生物医化学研究室
Keita Suzuki, Kazuaki Okawa, Masashi Ohkura, Tomoki Kanaizumi, Takaki Kobayashi, Koro Takahashi, Hiromu Takei, Momo Otsuka, Eri Tabata, Peter O. Bauer, and Fumitaka Oyama