アメロゲニンの加水分解の減少は、X連鎖アメロゲン不完全を引き起こす可能性があります

アメロジェン化不全症（AI）は、さまざまな遺伝子変異によって引き起こされる歯のエナメル質の形成が欠陥のある遺伝性障害のグループです。変異の1つは、X-染色体アメロゲニン遺伝子のエクソン6のシチジンをアデニンに置き換え、発現したアメロゲニンのスレオニン変化を引き起こします。この形質転換は、エナメルマトリックスメタロプロテイナーゼ-20（MMP-20）のアメロゲニンのプロテイナーゼ切断部位への4つのアミノ酸N末端であり、エナミエルシンとしても知られています。MMP-20は、アメロゲニンからのチロシンリッチアメロゲニンペプチド（TRAP）の放出に影響します。この研究では、MMP-20の速度を評価し、推定される変異したアメロゲニン切断部位を加水分解しました。タンパク質分解部位は、2つの合成ペプチド、P1（Sygyepmggwlhhq）とM1（Sygyetmggwlhhq）の基質としてモデル化され、アメロゲニンのアミノ酸配列の残基とそれぞれのX結合アメロゲニン変異体の残基36-49から選択されました。組換えメタロプロテイナーゼ-20（RMMP-20）を使用してオリゴペプチドを消化し、切り捨てられたペプチドを逆相HPLCによって分離し、質量分析で同定しました。結果は、両方のペプチドがトリプトファンとロイシンの間で切断され、歯のエナメル質に見られるトラップ切断部位に合わせて切断されることを示しています。しかし、RMMP-20によるペプチドを含む変異の明らかな一次消化率は、非変異ペプチドのそれよりも約25倍遅い。この研究は、単一のアミノ酸置換によるトラップ形成の減少速度がエナメル質の形成を変化させ、その結果、メロゲン形成不全を引き起こす可能性があることを示唆しています。

Amelogenesis imperfecta (AI) is a group of inherited disorders with defective tooth enamel formation caused by various gene mutations. One of the mutations substitutes a cytidine to adenine in exon 6 of the X-chromosomal amelogenin gene, which results in a proline to threonine change in the expressed amelogenin. This transformation is four amino acids N terminal to the proteinase cleavage site in amelogenin for enamel matrix metalloproteinase-20 (MMP-20), also known as enamelysin. MMP-20 effects the release of tyrosine rich amelogenin peptide (TRAP) from amelogenin. This study evaluated the rate MMP-20 hydrolyzes the putative mutated amelogenin cleavage site. The proteolytic site was modeled as a substrate by two synthetic peptides, P1 (SYGYEPMGGWLHHQ) and M1 (SYGYETMGGWLHHQ), selected from residue 36-49 of the amino acid sequence for amelogenin and the respective X-linked amelogenin mutant. Recombinant metalloproteinase-20 (rMMP-20) was used to digest the oligopeptides and the truncated peptides were separated by reversed phase HPLC and identified by mass spectrometry. The results demonstrate that both peptides are cleaved between tryptophan and leucine, matching the TRAP cutting site found in tooth enamel. However, the apparent first order rate of digestion of the mutation containing peptide by rMMP-20 was approximately 25 times slower than that of the non-mutated peptide. This study suggests that the reduced rate of TRAP formation due to a single amino acid substitution may alter enamel formation and consequently result in amelogenesis imperfecta.