PNGアーゼF

ペプチド:N-グリコシダーゼF
識別子
シンボル	PNGアーゼF
電子データ	1PGS
ユニプロット	翻訳:
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ペプチド:N-グリコシダーゼ F は、一般にPNGase Fと呼ばれ、ペプチド-N4-(N-アセチル-β-グルコサミニル)アスパラギンアミダーゼクラスのアミダーゼです。 PNGase F は、N結合型糖タンパク質および糖ペプチド由来の高マンノース、ハイブリッド、複合オリゴ糖の最も内側のGlcNAcとアスパラギン残基の間を切断することによって機能します。これにより、脱アミノ化されたタンパク質またはペプチドと遊離グリカンが生成されます。 [ ^{1] [2]}

PNGase F の分子量は 35,500 で、314 個のアミノ酸からなるポリペプチド鎖で構成されています。^[3]酵素活性の最適 pH は 8.6 です。ただし、この活性はさまざまな条件や試薬に対して安定しています。PNGase F は pH 6.0 から pH 9.5 まで 60% の活性を維持します。変性剤がなくても脱グリコシル化できますが、天然タンパク質を切断するには長時間の培養と大量の酵素が必要です。^{[1] [4] [5]}

PNGase Fに似た他のエンドグリコシダーゼには、エンドグリコシダーゼF1、エンドグリコシダーゼF2、エンドグリコシダーゼF3、エンドグリコシダーゼHなどがあります。 ^{[6] [7] [8]}これらのエンドグリコシダーゼは、PNGase Fよりも切断の特異性が高く、タンパク質の構造に対する感受性が低いです。^{[1] [9] [10] PNGase Fを含むこれらのエンドグリコシダーゼはすべて、アーモンドエマルジョンまたは}フラボバクテリウムメニンゴセプティカムから精製できます。^{[1] [6] [10] [11] [12]}

PNGase Fはオリゴ糖内部のグリコシド 結合の切断を触媒する。コアGlcNAcにα1,3-フコースが含まれていない限り、アスパラギン結合複合型、ハイブリッド型、高マンノース型オリゴ糖をすべて切断する。^[1]

グリカンが除去されたアスパラギン残基は脱アミノ化されてアスパラギン酸になります。

PNGase F は、触媒作用を起こすために、アスパラギンに少なくとも 2 つの GlcNAc オリゴ糖残基が結合している必要がある。^[12]この酵素は、その活性部位で、アミダーゼの一般的なモチーフであるシステイン-ヒスチジン-アスパラギン酸の触媒三元基を利用する。このモチーフには、求核剤、プロトン供与体、および正電荷が含まれており、四面体中間体を安定化させる。Flavobacterium miningosepticum 由来の PNGase F の結晶構造は、1.8 Å の解像度で、それぞれが 8 本の鎖からなる平行β バレル、またはゼリーロール構成の 2 つのドメインに折り畳まれていることが判明した。この構造はレクチンやグルカナーゼに似ており、レクチンや他の炭水化物結合タンパク質との類似性を示唆している。^[3]

生物学的には、エンドグリコシダーゼの欠損は、リソソーム蓄積症や多臓器疾患など、神経系に関係する多くの疾患を引き起こす可能性があります。^{[13] [14]} N結合型グリカンは、細胞壁や細胞外マトリックスの構造成分を提供したり、タンパク質の安定性や溶解性を変更したり、他の糖タンパク質の輸送を指示したり、細胞シグナル伝達（細胞間相互作用や細胞マトリックス相互作用）を媒介したりします。^{[15] N結合型グリコシル化は、}抗体、細胞表面、マトリックス全体のさまざまなタンパク質に見られます。グリコシル化の変化は、がんや炎症の場合によく見られ、重要な機能的結果をもたらす可能性があります。^[16]

そのため、PNGase F やその他のエンドグリコシダーゼは、オリゴ糖を研究し、糖タンパク質を特徴付けるために使用できます。PNGase F は外側の炭水化物構造に対する選択性がなく、幅広い特異性をもたらすため、糖タンパク質の構造と機能の調査に便利なツールになります。^[3]ほとんどの場合、対象のタンパク質は変性され、PNGase F で処理されます。その後、ゲル電気泳動にかけられます。このとき、PNGase F による脱グリコシル化によりタンパク質の移動が変わります。または、質量分析法で分析されます。これにより、オリゴ糖を特徴付け、それが由来するタンパク質またはペプチド断片を特徴付けることができます。^{[3] [7] [8]}