pp. sugar code ABO O- DNA RNA Glycan changes during brain aging and age-associated diseases Tamao Endo Molecular Glycobiology, Tokyo Metropolitan Institute of Gerontology, Sakaecho, Itabashi-ku, Tokyo, Japan DNA RNA DNA
DNA RNA DNA RNA CRP C N O N Asn GlcNAc N - O Ser Thr Gal- NAc N -
A SDS-PAGE A Endo H A A B A D PI kda kda
２ ０ ０ 生化学 第８ ３巻 第３号 た 老齢ラットで増加したスポットを回収し トリプシン ニホンニワトコレクチン SNA を用いて検討したところ 消化後質量分析計により糖タンパク質を同定したとこ 老齢と若齢では網状層の染色性の違いが見られ 老化に ろ ３スポットがリソソームのタンパク質分解酵素である よって反応性が減少する傾向が認められた そこで細胞の カテプシン D と同定された ただしカテプシン D は老化 どの部分にこれらのレクチンが反応しているのか明らかに に伴って増加するが 他のリソソーム酵素 β-ヘキソサミ するために 電子顕微鏡を用いてさらに解析を行った 図 ニダーゼと β-グルクロニダーゼ は増加しないことから ３ 三角印 矢印で示すように MAL と SNA は 若齢お カテプシン D の上昇は単なるリソソーム膜の破綻による よび老齢ともに網状層のシナプス前後膜を染色したが 老 ものではないと考えられた６ 最近 我々はこのカテプシ 齢になるといずれも染色性は著しく減少した MAL はシ ン D の細胞内蓄積には プロテアソームや酸化ストレス アル酸 α２-３結合を SNA はシアル酸 α２-６結合を特異的 が関与していることを明らかにした７ 細胞は合成異常タ に認識することから この結果はシナプス膜上に存在する ンパク質を小胞体から細胞質に放出して処理する品質管理 シアル酸 α２-３や α２-６結合を持つ分子が 老化に伴い減少 機能を持つ 老化に伴いこの処理システムに障害が生じた していることを示している９ シアル酸は陰性荷電を持つ ために糖タンパク質が細胞質に蓄積し アポトーシスへと ので シアル酸の発現がシナプス前後膜で減少するという つながる可能性が考えられる ことは シナプス前後膜間の陰性荷電どうしの静電的な反 発が低下して シナプス間隙が狭まると考えることもでき ６ シアル酸化糖鎖の解析 る もしそうならば老化によって神経伝達分子の放出能力 レクチンを用いた組織染色により脳のシアル酸化糖鎖の が低下したシナプスが その機能低下を補填するためにこ 加齢変化を老齢ラットと若齢ラットで比較した シアル のようなシアル酸発現変化を起こしているのかも知れな 酸を特異的に認識するイヌエンジュレクチン MAL と い 一方 生体内にはシアル酸を認識する siglec と呼ばれ ８ 図３ ラット海馬網状層の電子顕微鏡による解析 若齢 ９週齢 A と C 老齢 ３ ０月齢 B と D ラット海馬 CA１領域を MAL A と B と SNA C と D にて染色し 透過型 電子顕微鏡を用いて観察した その結果 両レクチンの反応性は若齢ラットのシナプス前膜 三角印 と後膜 矢印 において 認められた 一方 老齢ラットではその反応性が減少していた E に海馬網状層の神経細胞を示した 四角で囲った領域で形成 されるシナプスを観察した なお D 図中右下にあるバーは ０ １µm の長さを示している
MAG myelin-associated glycoprotein siglec MAL SNA MAL SNA MAL SNA MAL NCAM neural cell adhesion moleculeα - NCAM MAG NogoA OMgp MAG GM GDGD GM AD AD Aβ Aβ APP β- BACE γ- APP kda N O APP N APP BACE Aβ α - α - BACE AD BACE AD AD AD AD AD APP Aβ APP N Aβ APP
APP bisecting GlcNAc AD bisecting GlcNAc N-acetylglucosaminyltransferase III, GnT-IIIA bisecting GlcNAc APP Aβ GnT-III Aβ GnT-III Aβ Aβ B α- β- Aβ Aβ AD Aβ GnT-III Aβ GnT-III Aβ GnT-III Aβ GnT-III APP bisecting GlcNAc Aβ GnT-III AD Aβ GnT-III AD Aβ AD Aβ AD GnT-III AD GnT-III Aβ GnT-III Aβ GnT-III AD APP N O APP APP Aβ AD AD AD AD P-Tau PHF- Tau N Wang AD N GnT-III Aβ A GnT-III bisecting GlcNAc R GlcNAcβ - GlcNAcβ -Asn B GnT-III Aβ Aβ p
Aβ GnT-III APP α Aβ β γ Aβ Aβ Aβ GnT-III β α Aβ GnT-III N AD P- Tau PHF-Tau N αsynuclein O N - GlcNAc GlcNAc Ser Thr GlcNAc GlcNAc GlcNAc AD PCR DNA
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