リポ蛋白リパーゼの活性発現機構に関する研究
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概要
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リポ蛋白リパーゼ(LPL)は血中中性脂肪を加水分解する酵素であり,その活性低下は高中性脂肪血症の原因となる。近年,本酵素活性低下の原因として機能異常LPLの存在が見出され,その機能異常是正により高度中性脂肪血症の治療が可能となった症例が報告された。このような機能異常LPLを見出し治療法を検討するためには,LPL活性発現機構の詳細を明らかにする必要がある。本研究ではヒトLPL反応機構の詳細と活性中心構造について検討した。リパーゼ反応の特徴は,水に溶けた酵素と水に溶けていない基質との異相聞反応ということである。したがって酵素はエステル結合水解に関わる活性中心機能以外に,基質が形成する界面を認識,結合する機能をそなえていると考えられる。また,一般にリパーゼは本来の長鎖脂肪酸エステル水解活性(lipase活性)以外に水溶性の短鎖脂肪酸エステル水解活性(esterase活性)を持つ。本研究では,LPLは界面認識部位と活性中心とを別に持ち,活性中心機能はesterase活性でモニターできるという機能モデルを想定し解析を行った。ヒトLPL cDNAから発現されたLPLは,lipase活性(triolein水解活性)とesterase活性(tributyrin水解活性)を有した。そのtriolein水解活性はtributyrin添加により低下した。一方,LPLのtributyrin水解活性はtriolein emulsion添加により増加した。これはLPLが脂質界面と結合した時活性中心に構造変化が生したためであり,いわゆるinterfacial activationと考えられた。この過程がリパーゼ活性発現に果たす意義を明らかにするため,LPL蛋白をtrvosin処理し検討した。 LPLをtrvosin処理してもtributyrin水解活性と脂質粒子との結合能は保持されていた。しかしtriolein添加によるtributyrin水解活性上昇反応はみられず,triolein水解活性は認められなかった。以上からinterfacial activationはlipase活性発現に必須な過程と考えられた。次に活性中心構造の解析を変異LPLを作製し検討した。活性中心は他のリパーゼとの1次構造の比較からserine (Ser, S)^<132>が重要と推測されている。このSer^<132>をasparagine (Asn, N)とglycine (Gly, G)に置換させたLPLについて解析した。LPL-S132Nは超低比重リポ蛋白との結合は認められたが, triolein, tributyrin水解活性共に認められなかった。LPL-S132Gはtriolein, tributyrin水解活性いずれもwild type LPLと同等に有していた。以上からLPLのSer132は脂質界面との結合に関与せず,活性中心にとって重要と思われた。しかしGlyに置換しても活性は保持されることが明らかとなった。
- 1994-12-01
著者
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