34 蛋白質 核酸 酵素 Vol 45No 5 2000 リガ ン ド複 合 体 の構 造 解 析 か ら それ ぞ れ の プ ロペ ラに1個 のD-GlcNAcが 結 合 して い る こ とが 判 明 した 図5 わ ず か236残 基 か らなる単量体 レ ク チ ンに 5つ もの糖 結 合 部 位 が 存 在 す る こ と 自体 驚 き で あ る タ キ レ ク チ ン2が 単 量 体 で 存 在 して い な が ら 多 量 体 の レ ク チ ン と同 様 に 血 球 凝 集 や 細 菌 凝 集 活 性 を 示 す の は 1 分 子 内 に5つ も の糖 結 合 部 位 を備 え る多 価 性 の た めで あ る 5つ 存 在 す る 糖 結 合 部 位 は 結 晶 中 で 構 造 的 に同 等 で あ る 図5タ キ レ クチ ン2の5葉 β プ ロペ ラ 構造 リガ ン ドが 結 合 し て も タ キ レ ク チ ン2の 構 造 変 化 は ほ と ん a は タ キ レ クチ ン2の リボ ン モ デ ル に どな く タ キ レ ク チ ン2と タ ック モ デ ル で 示 して あ る b は タ キ レ キ レ クチ ン2 D-GlcNAc複 合 ク チ ン2の 体 の 構 造 を 重 ね る と 偏 差 は よ る 立 体 図 GlcNAcは ボ ー ル ス テ ィ 空間充填モデル 表 面の正電 荷 は青 色 で 負 電 荷 は赤 色 で 示 して ある 0.18A r m.s とわ ず か で リガ ン ド結 合 の 協 調 性 は み ら れ な い 56 70 とtCRP-2 56 59 離 れ て い る tcrp-3の tcrp-2に か ら分 子 進 化 的 に ア ミノ酸 配 列 に は tcrp-1と は み られ な い20残 基 程 度 か らな る疎 水 的 な 領 域 が あ っ て そ の 配 列 が ニ ジ マ ス の ク ラ ス1主 要組 第4葉 の 糖 結 合 部 位 を例 に し て リガ ン ド結 合 様 式 を説 明 し て み よ う 図6 β シ ー ト間 の 連 結 部 で は Serl31の 主 鎖 窒 素 がD-GlcNAcの3位 基 と Gly132の 主 鎖 カ ル ボニ ル 酸 素 がD-GlcNAcの2 織 適 合 性 抗 原 の 膜 貫 通 ド メ イ ン34 と類 似 性 を示 す こ 位 窒 素 原 子 と Trp134の の 領 域 がtCRP-3の GlcNAcの3位 溶 血 活 性 と 関連 して い る 可 能 性 が Trp134の ある な お これ ら のtCRPは そ の ほ とん ど が顆 粒 細 胞 と肝 膵 臓 で 生 合 成 され て い る イ ン ド ー ル 環 窒 素 とD 水 酸 基 とそ れ ぞ れ 水 素 結 合 す る また イ ン ドー ル 環 とD-GlcNAcの2位1V-ア セチ ル基 内 の メ チ ル 基 と疎 水 結 合 す る 一 方 第3 4ス ラ ン ド間 ル ー プ で は Asn165の D-GlcNAcの4位 VI タキレクチン2の 立体構造とその非自己認識機構 お よび4位 水 酸 Leu170の ト 主 鎖 カ ル ボニ ル 酸 素 が 水 酸 基 と Trp169の 主 鎖 窒 素 お よび 主 鎖 窒 素 がn-G1cNAcの2位N-ア セ チル 基 の カ ル ボ ニ ル 酸 素 と そ れ ぞ れ 水 素 結 合 して い る ま タ キ レ ク チ ン2の 立 体 構 造 は 一 次 構 造 の5回 返 し配 列 を 反 映 し て 5つ edβ-propellerstructure 直 径48Å 高 さ25Å の β プ ロ ペ ラ構 造 く り five-blad か ら構 成 さ れ そ の 構 造 は 一 辺28Å,の 正 五 角 形 トー ラ ス で あ る35 β プ ロ ペ ラ 構 造 を も つ フ ァ ミ リー の な か で は 初 め て の5葉 686 構 造 の 報 告 と な っ た 加 え て レ ク チ ン ー た Val129とAsp167が1個 GlcNAcの3位 て D-GlcNAcを の 水 分 子 を 介 し てD 水 酸 基 と水 素 結 合 し て い る した が っ 認 識 す る際 に は 2位N-ア セチ ル基 お よ び4位 水 酸 基 に加 えて 3位 水 酸 基 もか かわ って い る こ と が 明 白 とな っ た タ キ レ ク チ ン2のD-GlcNAcに 対 す る厳 格 な リガ ン

無脊椎動物の自己と非 自己を見分ける生体防御 レクチ ン 35 合 が 極 端 に 小 さ い た と え タ キ レ ク チ ン2が 非 還 元 末 端 糖 を見 つ けだ して も 1つ の 結 合 部 位 で 安 定 に結 合 し て い る の は不 可 能 に違 い な い そ こ で 非 還 元 末 端 の D-GlcNAcを 表 面 に高 密 度 に もつ 感 染 微 生 物 が標 的 と な る 図7に タ キ レ ク チ ン2に よ る 感 染 菌 に対 す るパ タ ー ン認 識 モ デル を示 し た タ キ レ ク チ ン2の 合 部 位 問 の距 離 は25Aお よび40Aで 隣 りあ う結 あ る この 距 離 は た と え ば α ヘ リ ッ ク ス で は 4 6か ら7 4回 転 の長 さ に 相 等 す る 感 染 微 生 物 表 面 に 非 還 元 末 端 のD GlcNAcが この距 離 内 に 存 在 す れ ば タ キ レ クチ ン2の 複 数 の 結 合 部 位 に よ り"多 価 で 認 識 さ れ て 安 定 な 結 合 と な る 前 述 の よ う に S型LPSに く り返 し単 位 か らな る0抗 は オ リゴ糖 の 原 と よば れ る部 分 が あ り グ ラ ム 陽 性 菌 の 表 層 成 分 で あ る リ ポ テ イ コ酸 に も グ リセ ロ ー ル リ ン酸 の く り返 し単 位 が あ る こ れ ら く り返 し 図6第4葉 単 位 に は 分 岐 糖 鎖 を含 む もの が あ り そ の 非 還 元 末 端 の糖 結 合 部位 酸 素 原 子 は赤 色 窒 素 原 子 は青 色 炭 素 原 子 は灰 色 水 分 子 は水 色 で 示 してあ る がD-GlcNAcで あ れ ば タ キ レク チ ン2の 格 好 の標 的 に な る は ず で あ る タ キ レ ク チ ン2は あ る種 のLPS に対 し て 結 合 活 性 が あ り グ ラ ム 陽 性 菌 を 凝 集 す る と ド特 異 性 は 立 体 構 造 的 に も支 持 さ れ ほ か に 感 染 微 生 と も に そ の表 層 成 分 で あ る リポテ イ コ酸 に結 合 す る 事 物 特 異 的 な リガ ン ドを考 え る必 要 は ない と ころが D 実 この グ ラ ム 陽 性 菌 の リポ テ イ コ 酸 の く り返 し単 位 GlcNAcは に は D-GlcNAcが 生 物 に 普 遍 的 に存 在 す る糖 で あ り 決 して 結 合 して い る 感 染 微 生 物 表 面 に 特 異 的 に み られ る もの で は な い そ 以 上 の 研 究 成 果 か ら 異 物 認 識 に お け る ひ とつ の 重 れ で は なぜ 自 己 に も存 在 す る 糖 を標 的 に して 非 自 己 要 な 概 念 が 浮 か び あ が っ て く る つ ま り 生 体 防 御 レ を認 識 で き る の だ ろ うか カ ブ トガ ニ に 豊 富 に存 在 す ク チ ンの 非 自 己 認 識 の ひ とつ の 方 法 は 感 染 微 生 物 特 る 自 己 成 分 の キ チ ン は D GlcNAcの β1 4結 合 か ら な る重 合 体 で あ る し か し タ キ レ ク チ ン2は キ チ ン に は まった く親 和 性 を示 さない ひ とつ は 非 還 元 末 端 を 除 い て 認 識 に 重 要 な 遊 離 の4位 水酸 基 が存 在 しない た めで あ り ま た タ キ レ ク チ ン2の 糖 結 合 部 位 は い わ ゆ る お ち ょぼ 口 で 多 糖 鎖 の 途 中 に食 ら い つ く ほ ど は 口 が 広 くな い た め で あ ろ う 非 還 元 末 端 の糖 は認 識 で き そ うで あ る が キ チ ン の 図7タ キ レ ク チ ン2の 非 自己認 識機 構 の モ デル 楕 円 形 は グ ラ ム 陰 性 菌 で あ れ ばLPSの0抗 よ うな 直 鎖 の 多 糖 体 で は 全 体 に 占 め る非 還 元 末 端 糖 の 割 原 の く り返 し単 位 グ ラム 陽 性 菌 であ れ ば リポ テ イ 酸 の く り返 し単 位 を表 わ して い る く り返 し単 位 か ら糖 鎖 が分 岐 し 非 還 元 末 端 にGIcNAcが 存 在 して い る 687