コンドロイチン合成酵素

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コンドロイチン硫酸

コンドロイチン硫酸（CS）は、組織発生および形態形成において重要な役割を担うグリコサミノグリカンであり、腫瘍の形成・進展にも関与します。CSの生合成は、糖転移酵素（グリコシルトランスフェラーゼ）および硫酸転移酵素（スルホトランスフェラーゼ）が協調して作用することにより進行します。コンドロイチン鎖の伸長に寄与する特異的な糖転移酵素として、CHSY1、CHSY2、CHSY3の3種が同定されており、これらは二重（グルクロン酸転移酵素およびガラクトサミン転移酵素）活性を有します。一方、CSGlcA-TおよびCSGalNAc-T2の2種は、それぞれグルクロン酸またはN-アセチルガラクトサミンの転移のみに関与します。

コンドロイチナーゼ

コンドロイチナーゼは、ヒトおよび動物の軟骨組織に広く存在します。その医薬製剤は主として2つの異性体、コンドロイチン硫酸Aおよびコンドロイチン硫酸Cを含有します。軟骨中のコンドロイチン硫酸含量は、動物種および年齢により変動します。

コンドロイチン合成酵素

CSの生合成は、コアタンパク質のセリン残基に結合したGlcAβ1–3Galβ1–3Galβ1–4Xylからなる四糖プライマーのリンケージ領域にGalNAcが転移されることにより開始されます。続いて、GalNAcおよびGlcUA残基が交互に付加されることで鎖の重合が進行します。CSの開始反応および重合反応を触媒する酵素活性は、それぞれグリコシルトランスフェラーゼI活性およびII活性と呼称されます。現在までに、コンドロイチン合成に関与する6種の糖転移酵素が同定されています。すなわち、コンドロイチン硫酸合成酵素-1（CSS1）／コンドロイチン合成酵素-1（ChSy-1）、コンドロイチン硫酸合成酵素-2（CSS2）／コンドロイチン重合化因子（ChPF）、コンドロイチン硫酸合成酵素-3（CSS3）／コンドロイチン合成酵素-2（ChSy-2）、コンドロイチン硫酸グルクロン酸転移酵素／コンドロイチン合成酵素-3（ChSy-3）、ならびにコンドロイチンN-アセチルガラクトサミン転移酵素-1および-2です。

機能

• 生体機能の調整 - 弾性線維とともにコラーゲン線維として存在し、全身の結合組織および各臓器の構造を多層的に調整する機能を有します。ムコ多糖またはコラーゲンが不足すると、細胞は正常に機能できず、この部位から生体の障害が進行します。
• 微量栄養素の保持 - カルシウム、カリウム、マグネシウム、ナトリウムの各イオンはムコ多糖に対して特異的な親和性を示します。ムコ多糖がこれら可溶性成分の移動や調節に重要な役割を果たすことは従来より知られており、脳機能との密接な関連も示唆されています。
• 骨形成への関与 - 骨はカルシウムおよびリンから構成されます。コンドロイチン硫酸は、骨形成過程において骨の形成に必要な物質の輸送や支持に重要な役割を担います。
• 創傷治癒の促進 - 生体が損傷を受けた際、コンドロイチン硫酸は創傷修復において重要な役割を果たします。肉芽形成を促進することが創傷治癒に寄与する理由であり、近年では術後癒着の予防を目的として動物由来ムコ多糖が用いられることもあります。
• 血液の浄化および凝固抑制 - 血液を浄化する機能に加え、血液凝固を抑制する作用も有します。この作用は、動脈硬化の予防および治療に広く応用されています。