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ムチン分解

概要

ムチンは糖タンパク質の一種で、動物の粘液を構成する基本物質の総称であり、多種多様な一群の物質を指す。 外からの刺激に弱い粘膜の保護、保湿、抗菌、異物除去といった役割を担っている。 ペプチド骨格に糖鎖が枝状に結合した構造をもつ。糖鎖はThr、Serの水酸基に、O原子を介して結合している（O型糖鎖）。 ムチンの多用な生理機能は糖鎖多様性（グライコフォーム、Glycoform）によるものと考えられている。 糖鎖は、レクチンなどのタンパク質などを認識することのできる分子認識能を持つ。 粘液中に存在するムチンは、ウイルスや細菌の表面タンパク質と特異的に結合し、粘膜を保護していると考えられている。 また、ある種の病原菌は感染のためにムチンをターゲットとした機構を備えている。
ムチンの分解は、主にペプチド鎖の切断による。実験ではPronase E（Streptomyces griseusの産生するいくつかのエンド-、エキソ-プロテアーゼ混合物）などが用いられている。 ムチン分解菌としてはAkkermansia muciniphilaが知られている。 Helicobacter pyloriはムチナーゼを持ち、ムチンを栄養源としていると考えられている。

機能に関する知見

機能を示すメカニズム

  • Mucinase (EC 4.2.2.1)
    Hyaluronate lyaseと名前を付けられていることが多い。 Polysaccharide lyase family 8。 ヒアルロン酸はβ-D-GalNAc-(1->4)-β-D-GlcAの繰り返しからなるグリコサミノグライカンであるが、この酵素は糖鎖を切断し、3-(4-deoxy-β-D-gluc-4-enuronosyl)-N-acetyl-D-glucosamineを生成する。
    ムチンを特異的に分解する酵素ではない。 ChondroitinaseやXanthan lyaseも同じモチーフ構成。
    PF02278. Lyase_8. PF02884. Lyase_8_C. PF08124. Lyase_8_N.
  • Endo-α-N-acetylgalactosaminidase EngBF (EC 3.2.1.97)
    Bifidobacterium longumから発見されたムチン型糖鎖を特異的に切断するエンドα-N-アセチルガラクトサミニダーゼ。
    core 1-type O-glycan （Galβ1,3GalNAc）を特異的に切断する。Glycoside hydrolase family 101に分類される。
    PF12905. Glyco_hydro_101. Length 1500-2000 (NRULE_0257)
Core 1 O-glycanの構造とエンドα-N-アセチルガラクトサミニダーゼによる切断箇所
Core 1 O-glycanの構造とエンドα-N-アセチルガラクトサミニダーゼによる切断箇所

Rule/Function 作成に関する特記事項

MiFuPではEndo-α-N-acetylgalactosaminidase (NRULE_0257)についてのみルール化を行った。

参考文献

  • Lei, S. (2000). ムチン型糖タンパク質を用いて生体を模倣した生体材料表面. Trends in Glycoscience and Glycotechnology. 12(66):229-239.
  • 鈴木 泰夫, 木全 弘治 (2010). 「O-GalNAc グリカン」 『コールドスプリングハーバー 糖鎖生物学 第2版』 丸善出版, p.97-107
  • 大島 泰郎 ほか (2007). 『生化学辞典 第4版』 東京化学同人, p.1344
  • Hodges, R. R. and Dartt, D. A. (2013). Tear film mucins: front line defenders of the ocular surface and to provide lubrication and anti-adhesive properties between the cells of the ocular surface and conjunctiva during the blink. Exp. Eye. Res. 117: 62-78. PMID: 23954166
  • 滝沢 琢己 (2015). 「アレルギー用語解説シリーズ ムチン」 『アレルギー』 64(9):1284-1285.
  • Fujita, K. et al. (2005). Identification and molecular cloning of a novel glycoside hydrolase family of core 1 type O-glycan-specific endo-alpha-N-acetylgalactosaminidase from Bifidobacterium longum. J. Biol. Chem. 280(45):37415-37422. PMID: 16141207

MiFuPへのリンク

（更新日 2014/03/07）