アメロジェニン : -歯のエナメル質形成を制御する細胞外マトリックス蛋白質

Ⅰ
総 説
ア メ ロ ジ エニ ン
ー 歯のエナメル質 形成を制御する
細胞外 マトリックス蛋 白質 一一
青 葉 孝 昭 ・田 辺 孝 子 ・深 江
允
歯 の 表 面 を 覆 っ てい る エナ メ ル 質 は 人 体 の うち 最 も硬 い 組 織 で あ リ， 重 量 比 で 約95％
が ア パ タ イ ト結 晶 で 構成 され ， 有 機 質 は痕 跡程 度 に しか 残 存 して い な い 。 歯 が ロ腔 内 に 萌
出 してか ら何 十 年 もの 間 ， 咀嚼 に よ る咬 耗 や ， 歯 ブ ラ シに よ る 磨 耗 ， 酸 性 清 涼 飲 料 水 に よ
る溶 解 に も耐 え ， エ ナ メ ル 質 は そ の 表面 の 光 沢 を 失 う こ と もな く微 笑 ん だ 口許 に 美 し さを
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与 え てい る。 この 硬 い エナ メ ル 質 も ， 最 初 は 基 質 蛋 白 質 と水 に 富 む 軟 ら か い組 織 と して そ
の 形 成 が 始 ま る 。 こ の軟 らか い 組 織 か ら生 体 内 で 最 も 硬 い 組 織 へ の転 換 の過 程 で ， ア メ ロ
ジ ェニ ン とよ ば れ る 蛋 白質 が 重 要 な 役 割 を果 た して い る こ と が わ か って き た。
は じめ に 生 物 体 は 特 異 な 形 態 と特 性 を もつ 結 晶 （た
化） の 制 御 メ カ ニズ ム につ い て調 べ て き た。 エ ナ メ ル 質
とえ ば， 磁 性 を示 す マ グネ タ イ ト） を つ く りあ げ， 生 命
の 形 成過 程 で は， 分 泌 され た基 質蛋 白 質 は酵 素 分 解 に よ
の維 持 に役 立 て て い る。 貝 殼 に 見 られ る よ うな 高 度 の対
っ て フ ラ グメ ソ ト化 され ， 組織 か ら脱 却 さ れ て い く。 こ
称性 を示 す 造 形 美 は， 古 くか ら多 くの人 々 の関 心 を集 め
の 基 質 蛋 白 質 の分 泌 一 分 解 一 脱 却 の プ ロセ ス が エ ナ メ ル
て き た。 人 体 を考 え てみ て も， 歯 や骨 ， 軟 骨 ， 耳 石 な ど
質 結 晶 の沈 殿 一 成 長 の プ ロセ ス と密 接 に関 連 して お り，
の生 体 の代 謝 や 機 能 に必 須 な硬 組 織 形 成 が み られ る。炭
有 機 基 質 と生 体 アパ タ イ トの 相 互 作 用 を理 解 す る うえ で
酸 カ ル シウ ム結 晶か らな る耳 石 を例 外 と して， 歯 や 骨 ，
最 適 なモ デル を あた え て い る。 さ ら に， エ ナ メル 質 結 晶
軟骨 は微 細 な リソ酸 カ ル シ ウム結 晶， 炭酸 含有 ア パ タ イ
は生 体 のな か で最 も大 き く成 長 す る こ とか ら， そ の結 晶
ト（carbonatoapatite）１）
で構 成 され て い る。これ らの 硬組
成 長 の過 程 を 観 察 す るの を 容 易 に して い る。 本 稿 では ，
織 の形 成 過 程 で は， 分 化 した 細 胞 （
エ ナ メル芽 細胞
象
最 初 にエ ナ メ ル質 の形 成過 程 とそ の 組 織 構 造 の特 徴 につ
骨 芽 細 胞 ） が 分 泌 す る有機 基 質 の誘 導 に よ っ
い て説 明 し， 次 い でエ ナ メル 質 の石 灰 化 の制 御 に中 心 的
て結 晶 の形 状 や 大 き さが 定 め られ ， そ の秩 序 だ っ た 配列
な 役 割 を 果 た して い る と考 え られ る細 胞 外 マ ト リ ッ クス
がつ く り上 げ られ る。 こ の よ うな 硬組 織 の形 成 は ，生 体
蛋 白 質 ， ア メ ロジ ェニ ソ （amelogenin） の構 造 と機 能
に よ る制 御 さ れ た 石 灰 化 過 程 （biologically controlled
に つ いて ま とめ て み る。
牙芽細胞
process） と よば れ ， 異 所 性 石 灰 化 な どの特 有 の有 機 基
質 の分 泌 を 伴 わ な い 沈 殿 現 象 （biologically induced
process） と区 別 され て い る2｝
。
エ ナ メル芽 細 胞 （ameloblast）が 基 質 蛋 白 質 を分 泌 し，
筆 者 らの研 究室 で は， 形 成 期 に あ る歯 の エ ナ メル 質 を
モ デ ル に 選 び， 有 機 基 質 に よ るバ イ オ ミネ ラ リゼ ー シ ョ
しだ い に エ ナ メル 質 の 厚 み を増 して い く時 期 を 基 質 形 成
ソ （biomineralization； アパ タ イ トの結 晶化 と組 織 構 造
期 （secretory stage） とよび ，こ の 時 期 に 続 い て 大部 分 の
Takaski
Takako
Aoba,Forsyth
Tanabe,Makoto
Tsurumi
University
Dental
Center,140
Fukae,鶴
School
Fenway,Boston,MA
見 大 学 歯 学 部 生 化 学 教 室
02115,USA
（〒230横
浜 市 鶴 見 区 鶴 見2−1−3）
［Department
of Biochemistry，
of Dentistry,Yokohama,Kanagawa230,Japan]
Key【word
ア メ ロジ ェニ ン】 【細胞 外 マ トリ ック ス蛋 白質 】 【エ ナ メ ル質 】 【バ イオ ミネ ラ リゼ ー シ ョン 】
811
2
蛋 白 質 核 酸 酵 素
Vol38No.5（1993）
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A： 発 生 途 上 に あ る ブタ 切 歯 の マ イ ク ロ ラジ オ グ ラ ム
歯 胚 組 織 を 下 顎 骨 か ら と り出 した の ち 樹 脂 に 包 埋 し，100μm厚
さ の研 磨 切 片 を 作 製 し た。 基 質 形成 期 エ ナ メル 質 （SE）
の石 灰 化 度 は 象 牙 質 （D） よ り も低 い 。 成 熟 期 エ ナ メ ル質 （ME） に 入 る と石 灰 化 度 は 急 速 に 高 ま る。
B∼D：
ブ タ ・エ ナ メル 質 の 未脱 灰 薄 切試 料 の透 過 電 顕 写 真
（B） 基 質 形 成 期 エ ナ メ ル質 最 表 層 で 観 察 され る薄 い リボ ソ状 の 初期 エ ナ メル 結 晶 。 （C） 基 質 形 成 期 エ ナ メル 質 内層 お よび
（D） 成 熟 期 エ ナ メル 質 でみ られ る エ ナ メ ル結 晶 の成 長 （本 文 参 照 ）。 横 棒 は1μmを
表 わ して い る。
基 質 蛋 白 質 が エ ナ メ ル質 組 織 か ら脱 却 され て石 灰 化 が進
の 長 さ は 数10μm以
行す る時 期 を成 熟 期 （maturation stage）と よん で い る3）
。
ア パ タ イ トの大 き さ （幅5nm，
図1Aに
して み る と， エ ナ メ ル質 アパ タ イ トが例 外 的 に大 き い こ
は歯 冠 部 が形 づ く られ た時 期 の ブタ 切 歯 の 軟
X線 マ イ ク ロ ラ ジ オ グ ラ ムを示 した 。 歯 頸 部 よ りの 石灰
上 に及 ぶ （図1D）
。骨 や 象 牙 質 の
長 さ40∼50nm）
と比 較
とが わ か る。
化 度 が い まだ 低 いた め 写 真 上 で 黒 く現 われ て い る部 分 が
Ⅱ
． エ ナ メル 質 形 成 に 関与 す る基 質 蛋 白質
基 質 形 成 期 の エ ナ メ ル質 （SE）
， 咬 頭 部 に か け てX線 不
透過 な （
写 真 上 で は 白 く現 わ れ る） 部 分 が 成熟 期 エ ナ メ
ル質 （ME） に あ た る。 基 質形 成期 の エ ナ メ ル 質 で は 重
量 比 で無 機 成 分 は約30∼40％
1． 石 灰 化 の制 御 因 子 と して の 基 質 蛋 白質
にす ぎ ず ， 有 機 成 分 が
最 近 の十 年 間 に生 化 学 と遺 伝 子 操 作 の手 法 を併 用 す る
30％ ，水 が残 りを 占め て い る4）。こ の 時 期 の エ ナ メル 質
こ とに よ り， 生 体 硬 組 織 に含 まれ て い る多 くの基 質 蛋 白
は ち ょ うど軟 らか い チ ー ズを 削 る よ うに 小 さ な ス パ チ ュ
質 の一 次 構 造 が決 定 され ， そ れ らの機 能 につ い て の理 解
ラ で集 め る こ とが で き るが ， 成熟 期 に 入 る とエ ナ メル 質
が 深 め られ て きた 。 硬 組 織 形 成 に関 与 して い る蛋 白質 は
は硬 くな り， 歯 科 用 の切 削 器 の助 け を借 りな い と試 料 を
生 物 種 や 組 織 に よ って 多様 性 を 示す が， そ の 一 方 で バ イ
採 取 す る こ とが で きな い 。
オ ミネ ラ リゼ ー シ ョソに 共 通 す る モチ ー フ と して， 疎 水
基 質 形 成 期 の エ ナ メル芽 細胞 近 傍 で観 察 され る最 も幼
性 蛋 白質 （framework proteinと
も よぼれ る） と，量 的
若 な結 晶は ，非 常 に 薄 い リボ ソ状 の形 態 を呈 し， そ の 厚
に は 少 な いが 酸 性 ア ミノ酸 を 多 く含 む 親 水 性 蛋 白質 の両
み は1．5∼2nm（
方 が 存 在 して い る5）
。前 者 の代 表 例 と して 骨 や 象 牙 質 で
ア パ タ イ トの単 位 胞 の2個 分 ）にす ぎ
な い （図1B） 。電 子 顕 微 鏡 写 真 か ら もわ か る よ うに ，個
の1型
コラ ー ゲ ン， 後 者 の代 表 例 と して骨 の オ ス テ オ ポ
個 の結 晶 の形 状 と大 き さは 揃 って お り， 無 秩 序 な沈 殿 現
ンチ ン （osteopontin）や シ ア ロ蛋 白質 ，象 牙 質 で の リ ン
象 が起 こ って い るの で は な い こ とを強 く示 唆 して い る。
酸 化 蛋 白質 （phosphophoryn）
が あ げ られ る。 これ ら の
これ ら の結 晶 間 に は 大 き な空 隙 が観 察 され ， 有 機 基 質 が
親 水 性蛋 白質 は生 体 内 石 灰 化 の 過 程 で多 面 的 な機 能 ， た
多 量 の 水 を 含み な が らこ の空 隙 を満 た して い る と想 像 さ
とえ ば 疎 水性 蛋 白質 の特 定 の 部 位 に共 有 結 合 す る こ とに
れ る。 形 成 期 エ ナ メル 質 の 深 層 で は エ ナ メ ル質 結 晶 ．
は
よ り結 晶 の核 形 成 を誘 導 した り， あ るい は 結 晶表 面 に吸
20∼50nmと
着 して ア パ タ イ トの結 晶成 長 を 抑 制 す る効 果 を もつ と考
そ の厚 み を 増 し （図1C） ， さ らに 成 熟 期 に
達 した エ ナ メ ル質 結 晶 で は幅 （厚 さ） は50∼60nm，
812
そ
え られ て き た6）
。
ア
メ
ロ
ジ
ェ
ニ
表1．
2． ア メ ロ ジ ェニ ン とエ ナ メ リ ン
3
ソ
形 成 期 エ ナ メル 質 に 含 まれ て い る有 機 基 質 の研 究 が始
ウ シの エ ナ メル 質 か ら抽 出 さ れ たG分
E分 画 の ア ミノ酸 組 成
画と
め られ た 当 初 か ら， 中 性 の 水 溶 媒 に難 溶 性 で， メ タ ノ ー
ル や ク ロ ロホ ル ムの有 機溶 媒 に溶 解 しや す い成 分 が 多 く
存 在 す る こ とが 知 られ て き た。 そ の後 の生 化 学 的 分 析 に
よ り脂 質 の 含有 量 は きわ め て微 量 であ り， 特 異 な ア ミ ノ
酸 組成 （
表1参
照 ） を もつ 疎 水 性蛋 白質 が 主 た る構 成 成
分 で あ る こ とが 確 認 さ れ， ア メ ロジ ェ ニ ン と名 づ け られ
た7）
。 こ の ア メ ロジ ェニ ソ の物 性 と して ， モ ノ マ ー／オ リ
ゴマ ー の転 換 が 可逆 的 に起 こ り， そ の プ ロ セ ス は溶 液 条
件 （
温 度， 塩 濃 度 ，pH） に きわ め て敏 感 であ る こ とが 知
られ て きた8）
。
そ の後 ，NIHのTermineら9）
部 分 は4Mグ
は ア メ ロ ジ ェ ニ ン の大
ア ニ ジ ソ塩 酸 に よ って 抽 出 さ れ るが （G分
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画 ）， 全 基 質 蛋 白質 の10∼15％
に相 当 す る成 分 は4M
グ ア ニ ジ ン塩 酸 のみ で は抽 出 され ず ，EDTAを
加 えて
エ ナ メ ル結 晶 を 溶 解 す る こ とに よ り 初 め て 抽 出 され る
くE分 画 ） と報 告 した 。彼 らは， このE分 画 に 属す るエ ナ
メル 質 蛋 白 質 を エ ナ メ リン と よび， ア メ ロ ジ ェ ニ ン と区
別 した 。表1に ，Termineら
の報 告 したG分 画 とE分 画
の ア ミノ酸 組 成 を 示 す 。G分 画 で見 られ るPro，Leu，
Gln，Hisに
富 む ア メ ロ ジ ェ ニ ンの組 成 と比 べ て，E分
画 で はGly，Asp，Serが
彼 らの 報告 以 降 ，EDTAに
増 して い る。
画 の な か に は ア メ ロ ジ ェ ニ ン の 分 解 産 物 を 多 く含 ん で お
り11）
， ア メ ロ ジ ェ ニ ン に 属 さ な い 蛋 白 質 成 分 （non−ame−
logenin）
は 最 大 に 見 積 も っ て 同 基 質 蛋 白 質 の う ち の￨数
％ にす ぎな い こ とがわ か って き た 。 さ らに ， 従 来 エ ナ メ
よ って結 晶 を 溶 解 して 初
リ ソ と 見 な さ れ て き た 成 分 の 一 部 は 混 入 した 血 清 ア ル ブ
め て 抽 出 さ れ るエ ナ メ リンは エ ナ メ ル結 晶表 面 に 存 在
ミ ン で あ る こ と も 確 か め ら れ た12）。 昨 年 ，Deutsch し， 結 晶化 を直 接 的 に制 御 して い る と推 察 され て きた 。
は ウ シ のcDNAラ
ら13）
イ ブ ラ リ ー か ら エ ナ メ ル 叢 （tuft）と
他 方， ア メ ロジ ェニ ン は疎 水 性 蛋 白質 と して エ ナ メル 結
よ ばれ る部 位 に局 在 す る非 ア メ ロジ ェニ ン蛋 白質 の ク ロ
晶 間 隙 を埋 め， 結 晶 成長 に必 要 な空 間 を確 保 して い る と
ー ニ ン グ に 成 功 し， そ の 塩 基 配 列 を 報 告 し て い る 。 彼 ら
み な され て き た10）
。 しか しな が ら最近 の研 究 で は，E分
は この 蛋 白 質 に タ フ ツ リン
図2．
（tuftlin） と い う名 前 を 新 た
哺 乳 類 ア メ ロジ 呂 ニ ンの 一 次構 造
原 典 は 本文 中 に 示 した 。 ＊印 は 動 物 間 で 相 同 な ア ミノ酸 配 列 を 示 す 。
813
蛋 白 質 核 酸 酵 素Vo138No.5（1993）
4
に与 え て い るが ， 蛋 白質 自身 の 精 製 は い
まだ な され てお らず ， そ の 機 能 と役 割 に
つ い ては 今 後 の 課 題 と して 残 さ れ て い
る。
Ⅲ
． ア メ ロ ジ ェニ ンの 構 造 と
遺伝子
1．
ア メ ロ ジ ェニ ンの 一 次 構 造
も と も と微 量 な 成 分 で あ る エ ナ メ リ ン
あ る い は 非 ア メ ロ ジ ェ ニ ン蛋 白 質 に つ い
図3．
ブ タ ・ア メ ロジ ェ ニ ソの 疎 水 性 プ ロ ッ ト
分 泌 され た ぼ か りの ア メ ロジ ェ ニ ソ分 子 はC末
て の 研 究 が 遅 れ て い る の に 対 して， ヒ
端 部 に 親 水 性 ドメイ ンを もつ 。
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ト14，15）
， ウ シ16，17）
， マ ウ ス18）の ア メ ロ ジ
エ ニ ンに つ い て はす で に ク ロー ニ ソ グが な され ， ブ タの
末 端 ） か ら成 り立 つ こ とが わか り， そ のN末 端45残
ア メ ロ ジ ェ ニ ン19）に つ い て は ア ミ ノ酸 配 列 が 決 定 さ れ て
セ グ メ ン トは β シー ト構 造 を 含 ん でお り，C末 端25残
い る 。 図2に
基 セ グメ ソ トの構 造 は ラ ンダ ム コ イ ル状 態 にあ る と推 定
示 した よ うに， 哺 乳 類 ア メ ロジ ェニ ンの一
次 構 造 は よ く保 存 さ れ て お り， と りわ けN末
端 とC末
端
基
され た23）
。 中 央 部 領 域 に み られ る構 造 につ い て は， そ の
の ア ミ ノ 酸 配 列 は 相 同 で 機 能 面 で 重 要 な 役 割 を 果 た して
CDス
い る こ とが示 唆 され る。 中 間 部 の ア ミノ酸 配 列 につ い て
定 す る に 至 っ て い な い。Renugopalakrishnanら
は ， 動 物 種 間 で 部 分 配 列 の 欠 落 が 見 られ る が ， 共 通 す る
シ ・ア メ ロ ジ ェ ニ ンの 中 央 部 領 域 にみ られ るPro−x−x。
特 徴 と し てPro−x−Proあ
Proの
る い はPro−x−x−Proの
配列 が
く り返 さ れ て い る 。 な お ， ア メ ロ ジ ェ ニ ン の 修 飾 に 関 し
て ，Takagiら20）
深 い谷 が観 察 され た が 同
はウ
く り返 し配 列 が βス パ イ ラ ル構 造 を もつ と 予 想
し，Ca2＋ を運 ぶ チ ャン ネ ル の 役 割 を 果 た す とい う考 え
端領域
を提 唱 して い る2％ 彼 らの 考 え は 魅 力的 であ る が， い ま
基 が リ ン酸 化 さ れ て い る と 報 告 し て い
だ 実験 的 な 証 拠 は得 られ て いな い 。 な お ， ア メ ロ ジ ェ ニ
る。 ま た ， レ ク チ ン と の 反 応 性 か ら ア メ ロ ジ ェ ニ ソ へ の
ンの結 晶化 は これ ま で の多 く の研 究 者 の 努 力 に もか か わ
に あ るSer16残
は ウ シ ・ア メ ロ ジ ェ ニ ン のN末
ペ ク トル で は203nmに
糖 鎖 の付 加 を調 べ た ところ ， ウ シ とブ タ の ア メ ロジ ェニ
ン は 糖 鎖 を も っ て い な い が ， ラ ッ トの ア メ ロ ジ ェ ニ ン の
らず 成 功 に は至 っ てお らず ， そ の 立 体 構 造 に つ い て は 今
後 の研 究 に待 つ ところ が多 い。
一 部 は 糖 鎖 を も っ て お り， 動 物 種 の 間 で 特 異 性 が 認 め ら
れ て い る21）o
3．
ア メ ロ ジ ェ ニ ン のX，Y遺
エ ナ メ ル質 の減 形 成
2． ア メ ロ ジ ェニ ンの 溶 液 内構 造
全
図3に は ブ タ の ア メ ロ ジ ェ ニ ン の ア ミ ノ酸 配 列 に基 づ
伝子
（hypomineralization）
（hypoplasia）
あ るい は 石 灰化 不
を 伴 い伴 性遺 伝 す る 疾患 と し
て ， エ ナ メ ル 質 形 成 不 全 症 （amelogenesis imperfecta）
が
く疎 水 性 プ ロ ッ トを示 した が ， 蛋 白質 分 子 の大 部 分 が疎
知 ら れ て い る 。 ま た 歯 の 異 形 成 に つ い て の 疫 学 か ら， 過
水 性 の性 状 を もつ な か で ， そ のC末 端 領 域 は唯 一 親 水性
剰 歯 は 男 性 に多 く， 欠 落 歯 は 女 性 で 多 く認 め られ るこ と
の性 状 を も っ てい る。 先 に ， 筆 者 らは 九 州 大 学 歯 学 部 の
も 知 ら れ て き た 。 した が っ て ， 歯 の 発 生 と 性 遺 伝 子 と の
河 野 との共 同 研 究 で， ブ タの ア メ ロ ジ ェ ニ ン の溶 液 内構
か か わ りに つ い て 注 目 さ れ て き た が ， 最 近 に な っ て ヒ ト
造 をphoto−chemicallyinduceddynamicnuclearpola−
rizationを 応用 した1H−NMR法
と ウ シ の ア メ ロ ジ ェ ニ ン 遺 伝 子 はX，Y染
に よ り検 索 した22｝
。そ
の実 験 か らC末 端 領 域 に 含 まれ て い るTrpl63残
色体 の両 方 に
位 置 して お り15，25）
， マ ウス で は ア メ ロ ジ ェ ニ ン遺伝 子 は
基が フ
X染
色 体 に の み 存 在 す る26）こ と が 明 ら か に さ れ た 。 図4
ラ ビ ソ色 素 と強 く反 応す る こ とが 確 か め られ ， 溶 液 内 で
Aに
は ，Gibsonら
に よ って 報 告 され た ウ シの ア メ ロ ジ
はC末 端 セ グ メ ン トが 実 際 に分 子 表 面 に 位 置 して い る こ
ェ ニ ソ のXお
とを 証 拠 づ け るこ とが で き た。 さ らに 大 阪 大 学 理 学 部 の
ず れ の ア メ ロ ジ ェ ニ ン 遺 伝 子 も6つ
よ びY遣
伝 子 の 構 造25）を 示 した 。X，Yい
の エ キ ソ ンか ら 成 り
後 藤 ら との 共 同 研 究 で， ブ タ ・ア メ ロジ ェニ ンのCD
立 っ て お り， こ の エ キ ソ ソ ／イ ン ト ロ ン 構 造 は ヒ ト 遺 伝
ス ペ ク トル を 解 析す る こ とに よ り， ア メ ロ ジ ェ ニ ソ分 子
子14）で も 共 通 し て い る 。 興 味 あ る 点 と し て ，Xお
は3つ の互 い に 独 立 した ドメ イ ン （N末 端， 中 央 部 ，C
遺 伝 子 に よ っ て コ ー ドさ れ る ア メ ロ ジ ェ ニ ン分 子 の 間 に
814
よ びY
Ⅳ
ア
図4．
ウ シ ・ア メ ロ ジ ェ ニ ソ のX，Y遺
ア ミノ酸 配 列
（Gibson Database Center for Life Science Online Service
は11ヵ
メ
伝 子 の 構 造
ロ
（A）
ジ
ェ
とX，Y遺
ニ
5
ン
伝 子 に コ ー ドさ れ て い る ウ シ ・ア メ ロ ジ ェ ニ ソ の
（B）
ら ，199225）
よ り）
所 で ア ミノ酸 残 基 の違 い が 認 め られ ， さ ら にY
遺 伝 子 で は第5エ
キ ソソ内 に21の
ア ミノ酸 残 基 に 相 当
す る欠 落 を 生 じて い る （図4B） 。現 在 の とこ ろ エ ナ メ ル
質 形 成 不 全 症 の 発 症 機 序 の解 明 に 向け て， ア メ ロジ ェニ
ン のX，Y遣
伝 子 発 現 の 制 御機 構 と，Xお
よ びY遺 伝 子
か ら翻 訳 され た ア メ ロ ジ ェ ニ ン分 子 の間 で機 能 に違 い が
あ るか 否 か に つ い て の検 討 が進 め られ て い る。
1． ア メ ロジ ェニ ンの 多様 性
エ ナ メル質 の形 成か ら成 熟 の プ ロセ ス を 理 解 す る うえ
で， 何 種類 の ア メ ロジ ェニ ン が実 際 に エ ナ メル 芽 細 胞 に
よ って分 泌 され て い る のか ， また そ れ ら の蛋 白質 が 細 胞
外 で どの よ うに して分 解 され 組 織 か ら脱 却 され て い くの
か を知 る必 要 が あ る。 そ こ で筆 者 らは ブ タ形 成 期 エ ナ メ
ル質 を エ ナ メ ル芽 細 胞 近 傍 を 第 一 層 （エ ナ メル 芽 細 胞 か
ら分 泌 され た 蛋 白質 成 分 を 最 も多 く含 む） と して， 順 次
深 層 に 向か っ て2∼5層
まで に 層 分 け し， それ ぞ れ の エ
ナ メ ル質 試 料 か ら基 質 蛋 白 質 を 抽 出 した。図5Aに
示 し
た ウ ェス タ ソ プ ロ ッ トは， 各 層 に 含 まれ る基 質 蛋 白 質 を
ブ タ ・ア メ ロ ジ ェ ニ ソに対 す る ウサ ギ抗 血 清 を一 次 抗 体
と して 染 め た もの で あ る。分 子 量50K以
下 の範 囲 に抗
血 清 と反 応す る多 数 のバ ン ドが認 め られ ， 低 分 子 化 した
ア メ ロ ジ ェニ ンフ ラ グメ ソ トが エ ナ メル 質 表 層 か ら深 層
に 向 か うに つれ て 増 加 して い くこ とを 示 して い る。 第
2∼5層
にか け て 顕著 に現 わ れ る30∼50Kア
ニン は ，SDS存
メ ロジ ェ
在 下 で も フ ラ グ メ ン トの 一 部 が 分 子 間
会 合 し27）
， み か け の 分 子 量 を 大 き く して い る こ と に よ
図5．
（A） ウ ェ ス タ ンブ ロ ッテ ィ ン グに よ り， ブ タ基 質 形
成 期 エ ナ メル 質 よ り 抽 出 さ れ た 蛋 白 質 成 分 を ウサ ギ 抗
ブ タ ・ア メ ロジ ェ ニ ン血 清 を 一 次抗 体 と して 染 め た 。 レ
ー ン1か ら5は それ ぞ れ エ ナ メ ル 質 第1層
（最 表 層 ） か
ら第5層
（
最 内層 ） よ り得 られ た 蛋 白 質 成 分 を 含 む 。
（B） C13抗 体 を 用 い た ウ ェ ス タ ソ プ ロ ッテ ィ ング。
C末 端 部 エ ピ トー プを もつ ア メ 戸ジ ェ ニ ンは エ ナ メル 質
最 表 層で 濃 縮 して お り （レー ン1） ， 内 層 に 向か うに 従
っ て （レー ソ2∼5） 消 失す る 。
る。
815
6
蛋 白 質 核 酸 酵 素Vol38 2．
No.5 （1993）
エ ナ メ ル 芽 細胞 に よ る複 数 の ア メ ロ ジ ェニ ンの 分
泌
つ ぎに 筆 老 らは 多様 性 を示 す ア メ ロジ ェニ ン グル ー プ
の な かか らエ ナ メル芽 細 胞 に よ っ て分 泌 され た ア メ ロジ
ェ ニ ソ を 見 分 け る 目的 で ， ア メ ロ ジ ェ ニ ン の 分 泌 後 す ぐ
に そ のC末
端 セ グ メ ン トが 分 解 酵 素 に よ っ て 切 断 さ れ
る28）こ と に 注 目 した 。 そ こ でC末
端12ア
ミ ノ酸 残 基 に
相 当 す る合 成 ペ プ チ ド （KLHと
結 合 の た め のCysを
付
加 ：阪 大 ・蛋 白研 の 相 本 氏 の ご 厚 意 に よ る） を 免 疫 源 と し
て ， ア メ ロ ジ ェ ニ ン のC末
認 識 す る抗 体
たC13抗
端 部 の エ ピ トー プ を特 異 的 に 、
（ウ サ ギC13抗
体 ） を作 製 した 。得 られ
体 は ブ タ ， ウ シ， ラ ッ ト， ウ サ ギ の ア メ ロ ジ ェ
ニ ン と 特 異 的 に 反 応 し， 非 ア メ ロ ジ ェ ニ ン 蛋 白 質 や 血 清
図6．
分 解 酵 素 に よる25Kブ
タ ・ア メ ロ ジ ェニ ンの
特 異 的 切 断 部 位 （矢 印 ） と そ の 分 解 産 物
ア ル ブ ミ ン と は 反 応 しな い こ と が 確 か め ら れ た29）。
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図5Bの
ウ ェ ス タ ン ブ ロ ッ トは ， 層 別 に 分 け た ブ タ 形
成 期 エ ナ メ ル 質 よ り抽 出 し た 基 質 蛋 白 質 をC13抗
体を
一 次 抗 体 と して 染 め た も の であ る。 第 一 層 に お い て 少 な
く と も4つ
の バ ン ド （27，25，22，18K）
が 染 ま って お
ア メ ロ ジ ェ ニ ンのC末 端 領 域 で 起 こ る事 実 は， 前 述 した
ア メ ロ ジ ェ ニ ソの 溶 液 内構 造 でC末 端 セ メ グ ン トが 分 子
表 面 に 存在 して い る こ と と一 致 す る。C末 端 領域 を 欠 く
23Kあ
る い は20Kア
メ ロ ジ ェ ニ ンは さ らに32∼35K
り， 深 層 で は い ず れ の バ ン ドも 消 失 し て い く こ と が わ か
の セ リ ンプ ロテ ア ーゼ 様 の 分 解 酵 素 に よっ て，5∼7K
る 。 こ の25K蛋
のN末 端 フ ラ グメ ン トと11∼13Kの
た ，173ア
白 質 は 図3に
そ の ア ミ ノ酸 配 列 を 示 し
ミ ノ酸 残 基 か ら な る ア メ ロ ジ ェ ニ ソ に 相 当 す
る 。27Kア
メ ロ ジ ェ ニ ン は ，Glu18とVal19の
間
（ウ シ
中間部 フラグメン
トに分 解 され る32）
。 これ ら の 分 解酵 素 に よ る 切 断 部位
は， 前 述 した3つ の ドメ イ ン の 継 ぎ部 分 に相 当 す る と考
の ア メ ロ ジ ェ ニ ン遺 伝 子 で 確 認 さ れ て い る エ キ ソ ン3と
え られ る。 注 目 され る こ とに ，76∼78Kプ
4の 境 界 部 ） に 過 剰 の17ア
活 性 は形 成 期 エ ナ メ ル質 最 表 層 で の み 認 め られ ， 内 層 の
18Kア
ミ ノ 酸 残 基 を 含 ん で お り，
（エ キ
エ ナ メ ル質 で はそ の活 性 が 認 め られ な い こ とか ら3）， こ
あ た る ） 配 列 を 欠 如 し て い る こ と が 確 か め られ
の分 解 酵 素 自身 も細 胞 外 基 質 内 で分 解 され て い る可 能性
メ ロ ジ ェ ニ ン はLeu3か
ソ ン3に
ロテ ァ ー ゼ
らGlu18ま
での
て い る28）。 こ れ ら の 結 果 は ， 複 数 の ア メ ロ ジ ェ ニ ン の 分
が あ る。
泌 に ス プ ライ シ ソ グの機 構 が 働 い て い る こ とを示 して い
る 。 現 在 ま で の と こ ろ ，22Kア
メ ロジ ェニ ンの一 次 構
造 に つ い て は わ か っ て い な い が ，Y遺
V．
エ ナ メル 質 形 成 に お け るア メ ロジ ェ
ニ ンの 機 能
伝 子 か ら翻 訳 され
た ア メ ロ ジ ェ ニ ソ の 可 能 性 も 残 さ れ て い る 。 な お ，Fin−
chamら30）
は ヒ トのア メ ロ ジ ェ ニ ソの な か で性 に よ る多
1． ア メ ロ ジ ェ＝ ンの ア パ タ イ ト結 晶へ の 選 択的 吸 着
これ ま で疎 水 性 マ ト リ ックス 蛋 白 質 と見 な され て きた
様 性 が 実 在 す る こ とを 報 告 して い る。
ア メ ロジ ェニ ンが きわ め て 親 水 性 の ドメ イ ンをC末 端 部
に含 ん でお り， しか も この 親 水 性 領 域 が 動物 種 の間 で よ
3． ア メ ロ ジ ェニ ンの 分 解 酵 素
エ ナ メ ル芽 細 胞 は ア メ ロ ジ ェ ニ ソ と と も に複 数 の分 解
く保 存 され てい る こ とか ら， ア メ ロジ ェ ニ ンが能 動 的 に
酵 素 を 分 泌 し， エ ナ メル 質組 織 の形 成 と 同 時 に 成 熟 化
エ ナ メル 質 の 結 晶 化 を 制 御 して い る 可 能 性 が考 え られ
（基 質 蛋 白 質 の 分 解一脱 却 ） を はか って い る。 田辺 らは ブ
た。 そ こ で筆 者 らは 基 質 形 成 期 エ ナ メ ル質 に含 まれ て い
タ ・エ ナ メル 質 基 質 の可 溶 性 画 分 か ら ア メ ロジ ェニ ソの
る蛋 白 質成 分 とア パ タ イ ト結 晶 との 相 互 作用 につ い て再
分 解 酵 素 を 部 分 精製 し， ア メ ロジ ェニ ソの特 異 的 な 切 断
検 討 を始 め た 。 まず 基 質 蛋 白 質 と アパ タ イ ト結 晶 との 吸
部 位 （ブ タ と ウ シで共 通 ）を 明 らか に した31）
。 図6に 示 し
着 親 和 性 を 調 べ る 目的 で， ア メ ロ ジ ェ ニ ン と非 ア メ ロジ
た よ うに ， 分 泌 され た25Kブ
ず76∼78Kの
は25残
816
タ ・ア メ ロ ジ ェ ニ ンは ま
分 解 酵 素 に よ っ てC末 端 か ら12あ
るい
基 の位 置 で切 断 され る。 こ の最 初 の酵 素 分 解 が
ェ ニ ン蛋 白 質 が 混在 す る溶 液 （2mg／ml）に異 な る量 （5∼
100mg）
の合 成 した アパ タ イ ト結 晶 を 加 え て平 衡 化 させ
た 。 そ の 後 ，結 晶 に 吸着 した蛋 白 質 を回 収 し電 気 泳 動 ，
ア
メ
ロ
ジ
ェ
ニ
ン
7
表2．
ブ タ の ア メ ロジ ェニ ソの 物 性 と機 能
イ ト （た とえば 転 位 や キ ン ク） を ブ ロ ック して結 晶成 長
反 応 を 抑 制 す る35）
。 そ こで ， 筆 者 らは ア メ ロ ジ ェ ニ ンに
よ る アパ タ イ トの結 晶 成長 の 抑 制効 果 を 確 か め る 目的
で， 吸 着 能 に違 いが 認 め られ た25Kブ
ニ ン とそ の分 解 産 物 であ る20Kア
N末 端 フ ラ グ メ ン トと13K中
した 。 さ ら に，C末 端10残
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図7．
ブ タ基 質 形成 期 エ ナ メル質 に含 まれ る
蛋 白 質 の アパ タ イ ト結 晶 に 対 す る 選 択 的
吸 着 を 示 すSDS電
気 泳動 像
（レ ー ソA） 実 験 に 用 い た蛋 白 質試 料 。 （レー ソ1∼6）
異 な る量
（3，7，20，30，100，150mg）
の アパタイ ト
結 晶 に 吸 着 した 蛋 白 質 成 分 。 強 い 吸着 能 を 示 した25K
蛋 白 質 は 抗 ブ タ ・ア メ ロ ジ ェ ニ ン血 清 と反 応 し， そ の ア
ミノ酸 組 成 も ア メ ロ ジ ェ ニ ンの 特 徴 に 一 致 した 。
タ ・ア メ ロジ ェ
メ ロ ジ ェ ニ ン，5K
央 部 フ ラ グメ ン トを精 製
基 フ ラ グ メ ン トに相 当す る
合 成 ペ プ チ ドを 試 料 と して 用 い た。 結 晶成 長 の抑 制 効 果
の評 価 方 法 と して， 制 御 因 子 を あ らか じめ 吸着 させ た ヒ
ドロキ シ アパ タ イ トの 種 結 晶 （seed crystal） と， 対 照
と して無 処 理 の 種 結 晶 を 準 安 定 な 過 飽 和 溶 液 にそ れ ぞ れ
添加 し
誘 発 され て く る沈 殿 反 応 の キ ネテ ィ クスを 比 較
した33，36｝。
筆 者 らの研 究 室 で は 先 に 基 質 形 成 期 エ ナ メル
ウ ェ ス タ ン ブ ロ ッテ ィン グ， ア ミノ酸 分 析 に よ り蛋 白 質
質 の 溶 液 相 （enamel fluid）の イオ ン組 成 を分 析 して お
の同 定 を行 な った33,34)。この 実験 系 で は， 加 え た ア パ タ
り37）
， この 溶液 相 の 組 成 を擬 した 過 飽 和 溶 液 （［Ca］＝
イ ト量 が少 な い （
蛋 白 質 と反 応 し うる表 面 積 が 小 さ い ）
場 合 に は最 も 親 和 性 の 高 い 蛋 白 質 成分 が選 択 的 に 吸 着
し， 結 晶 量 の増 加 と と もに 親 和 性 の低 い蛋 白 質成 分 の 吸
着 も観 測 す る こ とが で き る。 図7のSDS電
は 吸 着 実 験 の結 果 の一 例 を 示 した が，25Kア
気泳動像で
メロジェ
ニ ソは 最 も少 量 の結 晶 表 面 に も吸 着 し （レー ン1），結 晶
量 の増 加 につ れ てそ の吸 着 量 は 増 加す る こ とが わ か った
（レー ソ2∼6）
。 対 照的 に ，23K以
下 のア メロジェニ
ン の分 解 産 物 は ア パ タ イ ト結 晶 に対 して 非 常 に 弱 い 吸 着
親 和 性 を示 す のみ であ った 。
この 吸 着 実 験 の結 果 は ， 疎 水 性 の構 造 蛋 白 質 と して一
括 して 考 え られ て きた ア メ ロ ジ ェ ニ ンの イ メ ー ジを大 き
く変 え る 内容 を 含 ん でい た 。す な わ ち， 分 泌 さ れ た ぼか
りの ア メ ロ ジ ェ ニ ソ （そ のC末 端部 に親 水 性 領 域 を 含 ん
0・5∼1mM，
［PO4］＝3mM，pH7．2，NaCl＝160mM）
を
実 験 に用 いた 。 こ の実 験 溶 液 中 では 自発 的 な沈 殿 （spontaneous precipitation)は
起 こ らな い が， 少 量の種 結 晶
を添 加す る と， た だ ち に そ の結 晶 表 面 で の成 長 反 応 が生
じ る。
表2に 結 果 を ま とめ た が ，25Kア
メ ロ ジ ェ ニ ンが 最
も強 い結 晶成 長 の抑 制効 果 を示 し
いずれ のアメロジェ
ニ ンフ ラ グメ ン トも 抑 制 効 果 は 弱 い こ とが 確 か め られ
た 。 これ らの結 晶成 長 の抑 制 効 果 の違 い は ， ア メ ロジ ェ
ニ ン試料 間 で の ア パ タ イ ト結 晶 に 対す る吸 着 親 和 性 の違
い とよ く対 応 して い る。 と りわ け ，25Kア
ソ と23K，20Kア
メ ロジ ェニ
メ ロジ ェニ ンの間 で 吸 着 能 あ る い は
結 晶 成 長 の抑 制 効 果 に大 きな 差 が あ る こ とか ら， 親 水 性
のC末 端 領域 が ア メ ロジ ェニ ソ とエ ナ メル結 晶 との相 互
で い る） が 直 接 に エ ナ メル 質 ア パ タ イ トと相 互 作 用 す る
作用 に不 可 欠 であ る （
た とえ ば 吸着 反 応過 程 で は結 晶表
可 能 性 を もつ こ と と， 細胞 外 で の酵 素 分 解 に よ っ てC末
面 の 水 分 子 を押 し退 け蛋 白質 分 子 が 吸 着 サ イ トに近 づ く
端 フ ラ グ メ ソ トが切 断 され る とア メ ロ ジ ェ ニ ソの 機 能 は
変 化す る こ とが示 唆 され た。
こ とを 可 能 に して い る） と考 え られ る。 た だ しC末 端 フ
ラ グ メ ン ト自身 は 弱 い吸 着 能 や 抑 制効 果 しか もた な い こ
とか ら， ア メ ロジ ェニ ンが 機 能 を 果 たす うえ で 蛋 白質 分
2． ア メ ロジ ェニ ンに よ る アパ タ イ ト結 晶 成長 の抑 制
子 の 立体 構 造 （conformation） が重 要 な こ とを強 調 して
ア パ タ イ ト表 面 に 吸着 した 蛋 白 質分 子 は， 結 晶成 長 サ
お き た い。
817
Ⅵ
8
蛋
白 質 核 酸 酵 素Vol38
No.5
（1993）
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図8．
分 泌 され た ア メ ロジ ェ ニ ンの 存 在 様 式 に つ い て の 模 式 図
エ ナ メル 質 最 表 層 で は 溶 液 相 を 介 して2つ の可 逆 反 応 過 程 と酵 素 分 解 の 不 可 逆 反 応 が 進 行 して い る と
推 定 され る。 酵 素 分 解 に よ って 可 溶 化 され た ア メ ロジ ェ ニ ン フ ラ グ メ ン トは 再 び 溶 液 相 を 介 して エ ナ メ
ル 芽 細 胞 に よ って 吸 収 され る。
3． なぜ ア メ ロ ジ ェニ ンに よ る結 晶 成 長 抑 制 が 必 要
か
持 し， 結 晶成 長 を継 続 させ る ） こ とに つ な が る。 こ の エ
ナ メ ル質 内層 にお い て は ア メ ロ ジ ェ ニ ンの酵 素分 解 が進
分 泌 され る主 要 な 基 質 蛋 白質 （ア メ ロジ ェニ ソ）が この
行 して お り （図5参 照 ）， ア メ ロ ジ ェ ニ ンに よ る 結 晶成
よ うな結 晶成 長 の抑 制 作 用 を もつ こ とは， 生 体 の なか で
長 の抑 制 作 用 は 失 わ れ て い る 。 これ らの現 象 に基 づ い
エ ナ メ ル質 アパ タ イ トが 最 も大 き く成 長 す る こ と と矛 盾
て， 結 晶格 子 イ オ ン の供 給 が エ ナ メル芽 細 胞 側か ら行 な
して い る よ うに 思 わ れ るか も しれ な い 。 た だ し， 骨 や 象
わ れ るの に もか か わ らず ， 図1に 示 した よ うな基 質 形 成
牙 質 で の石 灰 化 の 進 行 過 程 は 結 晶 の 数 の増 加 （prolifera−
期 エ ナ メ ル質 では そ の 内 層 か ら結 晶成 長 が進 行 す る事 実
tion） に対 応 して い るの に 対 して ， エ ナ メ ル質 の石 灰 化
を よ く説 明 す る こ とが で き る。
の特 色 と して 結 晶 数 の増 加 を 抑 え な が ら長 期 に及 ぶ 発 生
期 間 をか け て個 々 の結 晶粒 子 を大 き く成 長 させ る と考 え
る と， エ ナ メル 質 に特 有 な ア メ ロ ジ ェ ニ ン の抑 制 因子 と
して の役 割 の重 要 性 が 理 解 しや す い 。
分 泌 され た ぽ か りの ア メ ロ ジ ェ ニ ンが 最 も強 力 な 抑 制
前 節 まで に 述 べ て き たin vivoで
の観 察 とin vitroで
効 果 を示 し，C末 端 領 域 の切 断 に よ って 抑 制 因 子 と して
の実 験 結 果 か ら， ア メ ロ ジ ェ ニ ンの細 胞 外 基 質 内 での 存」
の働 きが 減 弱す る こ と も， エ ナ メル 質 の石 灰 化 に と って
在 様 式 に つ い て， 以 下 の こ とが 推 察 され る。 エ ナ メル芽
きわ め て 重 要 で あ る。す な わ ち ， エ ナ メ ル芽 細 胞 近 傍 の
細 胞 の近 傍 に お い て ， 分 泌 され た ア メ ロジ ェ ニ ン の大 部 」
溶 液 相 で は細 胞 に よ る能 動 的 な 結 晶格 子 イ オ ン （と くに
分 は 分 子 間 会 合 に よ って ゲル 構 造 をつ く り上 げ ， 一 部 の
Ca2＋） の輸 送 に 伴 って38)，結 晶沈 殿 のた め の過 飽 和 度 が
蛋 白質 分 子 は エ ナ メル 質 結 晶 表 面 に吸 着 して い る。 図8
高 ま る状 況 が 考 え られ る39）
。 この エ ナ メ ル芽 細 胞 近 傍 の
の左 右 の矢 印 で示 した よ うに ， ゲ ル構 造 と結 晶表 面 に 存
表 層 エ ナ メル 質 で 抑 制 効 果 を もつ ア メ ロ ジ ェニ ンが 濃 縮
在 す る ア メ ロ ジ ェ ニ ンの 間 で は溶 液 相 を介 して平 衡 が維
され てい る40,41）
こ とは ， 過 飽 和 度 の最 も高 い エ ナ メル 質
持 され て い る と推 定 され る。 結 晶表 面 に位 置 す る ア メ ロ
表 層 部 で の無 秩 序 な 沈 殿 反 応 を妨 げ る うえ で 不 可 欠 な 制
ジ ェ ニ ンは 直 接 的 に 結 晶 成 長 を 抑 制 してお り， 結 晶 間 を
御 機 構 で あ る とい え る。 さ らに は， エ ナ メ ル質 表 層 部 で
満 た して い る ア メ ロ ジ ェ ニ ン の ゲ ル構 造 は 沈 殿 した 結 晶
の 過 剰 の沈 殿反 応 が ア メ ロジ ェニ ンに よ って抑 制 され る
ど う しの融 合 を妨 げ るの に 役 立 っ て い る と思 わ れ る。溶
こ とに よ り， 内 層 に 向か って の イ オ ンの 拡 散 の た め の濃
液 相 に 溶 解 して い る25Kブ
度 勾 配 が 確 保 され る （内 層 の溶 液相 で の過 飽 和 状 態 を保
は10-6mol/l以
818
タ ・ア メ ロジ ェ ニ ン の濃 度
下 で あ る と推 定 され る27）
。 こ の溶 液 相 に
ア
メ
ロ
存 在 す る ア メ ロ ジ ェ ニ ンは 分 解 酵 素 に よ って 特 異 的 な部
位 で の切 断 を受 け る。 この 不 可 逆 反 応 の 進 行 に 伴 って，
固 液 間 で の平 衡 条件 が 維 持 しえ な くな り， 結 晶 表面 に吸
ジ
ェ
ニ
9
ン
用 させていただいた よ うに， その成 果の大部分は共同研究者の
方 々の ご努力に負 うもので あることを，改め てお礼申 し上げま
す。最後に，本稿を まとめ るに際 して， ご助言をいただいた大
阪大学蛋白研の高木俊夫先生に深 く感謝いた します。
着 した 蛋 白 質分 子 は脱 着 して い く。
ア メ ロ ジ ェニ ソ の酵 素 分 解 は こ の よ うに して 結 晶 成 長
文
献
の 抑 制 効 果 の消 失 を も た らす と と もに， も とも と難 溶 性
で あ る ア メ ロジ ェニ ン が可 溶 化 され る 過 程 を 促 進 させ
1)Aoba,T.,Moreno,E.C.:in る。 この難 溶性 か ら可 溶 性 へ の 転 換 は， エ ナ メ ル質 組 織
neralization の 成 熟 （結 晶化 の進 行 と同調 さ せ な が ら蛋 白質 成 分 を脱
Hard Tissue Mi-
and Demineralization(ed.Suga,
S.),pp.81-102,Springer Verlag,Tokyo
(1992)
却 す る） に と って重 要 な事 象 で あ る。 た とえば ， 過 剰 の
フッ 素 の 摂取 に伴 う斑 状 歯 エ ナ メ ル 質 にみ られ る形 成 不
全 の 病 理 と して， ア メ ロジ ェニ ンの エ ナ メ ル質 組 織 か ら
の 脱 却 が遅 れ る こ とに よ りエ ナ メ ル 質が 充 分 に成 熟 化 し
え な い こ とがわ か っ て きた42）
。 ア メ ロジ ェニ ソの溶 解 度
に 関連 して注 目され る こ とは，N末 端 領 域 を含 む ポ リペ
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プ チ ドは いず れ も水 溶 媒 に難 溶 性 で， 他 方in vivoで の
溶 液 相 に可 溶 化 して い る ポ リペ プ チ ドの主 要 な 成 分 はN
末 端 領 域 を欠 く11∼13Kフ
ラ グ メ ン トで あ った43》
。筆
者 らは ア メ ロジ ェ ニ ン のN末 端 領域 とそ の難 溶 性 との連
関 性か ら，N末 端 領 域 に存 在 す る βシ ー ト構 造 を 介 して
分 子間 会 合 が生 じて い る と仮 想 して い る。 今 後 は さ らに
ア メ ロジ ェニ ン の立 体 構 造 と分 子 間 会 合 に つ い て の 理 解
2）Lowenstam,H．A．
，Weiner,S．:in On neralization,pp.175-188,Oxford
New
York
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Biomi-
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7)Eastoe,J.E.:Adv.Fluorine
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Prevent.,3,5-16(1964)
8)Nikiforuk,G.,Simmons,N.S.:J.Dent.Res.,
44,229-248(1965)
9）Termine,J．D．,Belcourt，A．B.,Christner,P．
を深 め るた め に ， 光 散 乱 法 ， 微 小 熱 分 析 ， 同位 体 置 換 し
た ア メ ロジ ェ ニ ンのNMRな
どの 物 理 化 学 的 手 法 の 導
J.,Conn,K.M.,Nylen,M.V.:J.Biol.Chem.,
255,9760-9768(1980)
10)Warshawsky,H.:in
入 が必 要 とされ て い る。
logy
of
The
Mineralized
Chemistry
and
Bio-
Tissues(ed.Butler,W.
T.),pp.33-45,Birmingham,AL(1984)
11)Fukae,M.,Tanabe,T.:Calcif.Tissue
おわ りに
ア メ ロ ジ ェ ニ ソ の一 次 構 造 と物 性 に つ い て
の理 解 が 進 む につ れ て， ア メ ロ ジ ェ ニ ンの エ ナ メル 質 石
灰 化 の制 御 因 子 と して の 重 要 性 が 再 認 識 され て きた 。 最
近 ， 南 カ リフ ォル ニア 大 のFinchamら
E.coliの
の グル ープ は，
系 でマ ウス ・ア メ ロ ジ ェ ニ ソを雛 現 させ るの
に 成 功 して い る。 筆 者 ら は彼 ら との共 同 研 究 で，E.coli
系 か ら得 られ た ア メ ロ ジ ェ ニ ン の アパ タ イ ト結 晶に 対す
る吸 着 能 を 調 べ ，25Kブ
タ ・ア メ ロ ジ ェ ニ ン に匹 敵 す
Int.,
40,286-293(1987)
12）Strawich，E．,Glimcher，M・J．
：Eur・1・Bio一
chem.,191,47-56(1990)
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Tooth
Enamel
R.W.),pp.301-305,Florence
15)Nakahori,Y.,Tajenaka,O.,Nakagome,Y.:
Genomics,9,264-269(1991)
伝 子 操 作 に よ り部 位 特 異 的 変 異 を 導 入す る こ とに よ り，
16)Shimokawa,H.,Sobel,M.E.,Sasaki,S.,Termine，J．D．
，Young，M．F．
：J．Biol．Chem．,
262,4042-4047(1987)
な 展 望 が 得 られ る も の と期 待 され る。 生 体 内石 灰 化 の制
17)Gibson,C.,Golub,E.,Herold,R.,Risser,M.,
御 に必 須 な疎 水性 と親 水 性 の モ チ ー フ をそ の一 次 構 造 内
Ding,W.,Shimokawa,H.,Young,M.,Ter-
に 併 せ もつ ア メ ロジ ェ ニ ンの 機 能 と役 割 を， 分 子 レベ ル
Pub.,Yokoha-
ma(1989)
る 吸 着 能 を もつ こ とを確 か め て い る （未発表）。 今 後 ， 遺
ア メ ロ ジ ェ ニ ンの構 造 と機 能 との 対 応 につ い て よ り明確
V(ed.Fearnhead,
mine,J.,Rosenbloom,J.:Biochemistry,30,
1075-1079(1991)
で 説 明 し うる時 期 は さ ほ ど遠 くな い と考 え られ る。
ここに述べた筆者 らの研究成果は，お もにNIHか
らの援助
（DE07623，DE08670） に基づ くものである。 また本文 中に引
18)Snead,M.L.,Lau,E.C.,Zeichner-David,M.,
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10
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核 酸
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Tissue
Int.,36,651-658(1984)
36)Aoba,T.,Moreno,E.C.,Kresak,M.,Tanabe,
T． ：1．Dent．Res．,68,1331−1336（1989）
37)Aoba,T.,Moreno,E.C.:Calcif.Tissue
Int.,
41,86-94(1987)
38)Crenshaw,M.A.,Takano,Y.:J.Dent.Res.,
61,1574-1579(1982)
39)Moreno,E.C.,Aoba,T.:Adv.Dent.Res.,1,
245-251(1987)
40)Aoba,T.,Tanabe,T.,Moreno,E.C.:Adv.
Dent.Res.,1,252-260(1987)
41)Uchida,T.,Tanabe,T.,Fukae,M.,Shimizu,
M.,Yamada,M.,Miake,K.,Kobayashi,S.
Histochemistry,96,129-138(1991)
42）Richards，A．,Kragstrup，J．
，Josephsen，K．,Fe-
jerskov,O.:J.Dent.Res.,65,1406-1409
(1986)
43)Aoba,T.,Tanabe,T.,Moreno,E.C.:J.Dent.
Res.,66,1721-1726(1987)
公
お 知 らせ
日本 に お け る ア ル ツ ハ イ マ ー 病
ポ
ス
募
ト ド ク
研 究 の 最 前 線
と
き ：平 成5年8月5日
（木 ）・6日 （金 ）
研 究 テ ー マ ：① 均 一 化cDNAラ
PCR-based テ ー マ ：脳 老 化 と神 経 栄 養 因 子 ， ア ル ツ ハ イ マ ー病 脳 内
蓄積 物 質 の 形 成 機 序 ， ア ル ツ ハ イ マ ー病 の分 子
marker）
遺 伝 学 的 研 究 ， そ の 他 脳 老 化 に 関連 す る研 究
イズ の入 る も の ）を 同封 の うえ ，4,月15
cDNA marker(BEST
②
に よる マ ウス ゲ ノ ムの高 分 解
応 募 資 格 ：Ph・D．，MDま
た は 相 当 の実 力 の あ る 方
日 （木 ）ま で に 下 記 事 務 局 あ て， 応 募 用 紙 を ご請
提 出 書 類 ：履 歴 書 ， 業 績 リ ス ト， 推 薦 状3通
求 くだ さ い。
送 付
〒113東
京 都 文 京 区 湯 島1-5-45
東京医科歯科大学 医学部神経内科
文 部 省 重 点 領 域 研 究 「老 年 痴 呆 」 総 括 班 事 務 局
公 募 ワ ー ク シ ョ ップ 準 備 係
演 題 応 募 締 切 ：平 成5年6月15日
問 合 せ 先 ：〒113文
（火 ）必 着
京 区 湯 島1−5−45
東 京 医科 歯 科 大 学 神 経 内科
湯 浅 龍彦 ，近 藤 貴 子
Te1.03-3813-6111
ext.3380
FAX
820
胞の神経分化
能発現地図 の作製
応 募 用 紙 の請 求 ：住 所 ，所 属 ， 氏 名 を 明記 した 返 信 用 封 筒 ・
（A4サ
イ ブ ラ リー を 利 用
した マ ウ スEC細
と こ ろ ：京 都 宝 ケ池 プ リン ス ホ テ ル
03-3818-7179
先 ：Dr．Minoru，S．H．Ko
Center fo rMolecular Wayne Biology
State University
5047 Gullen Mall
Detroit,Michigan 48202,USA
Tel.313-577-0616
FAX 313-577-6200
参 考 文 献： 本 誌 ，38，420-428（1993）
均一『
化cDNAラ
イ ブ ラ リー とそ の応 用 』