アルファジストログリカンおよび先天性筋ジストロフィーの異常なグリコシル化

ジストログリカンは単一の遺伝子によってエンコードされ、翻訳後処理によって2つのタンパク質、アルファおよびベータジストログリカンに切断されます。骨格筋では、ジストログリカンはジストロフィン節型タンパク質複合体の成分です。アルファジストログリカンは、膜貫通糖タンパク質であるベータジストログリカンに結合する細胞外末梢膜糖タンパク質です。アルファジストログリカンはグリコシル化されており、その糖はラミニン、ノイレキシン、アグリンへの結合に役割を果たします。アルファジストログリカンの主なグリカンは、ラミニンのリガンドであるO-Mannosylglycanであることがわかりました。O-Mannnosylglycansの生合成に関与する2つのグリコシルトランスフェラーゼを特定し、特徴付けました。これらの2つの酵素は、先天性筋ジストロフィー、筋肉目脳脳疾患、ウォーカーウォーブルク症候群の原因です。これらの結果は、アルファジストログリカンのO-マンノシル化が筋肉と脳の発達において重要であることを示しています。このレビューでは、α-ジストログリカンの異常なグリコシル化と先天性筋ジストロフィーの関係について説明しています。

Dystroglycan is encoded by a single gene and is cleaved into two proteins, alpha- and beta-dystroglycan, by posttranslational processing. In skeletal muscle, dystroglycan is a component of the dystrophin-glycoprotein complex. alpha-Dystroglycan is an extracellular peripheral membrane glycoprotein that binds to beta-dystroglycan, which is a transmembrane glycoprotein. alpha-Dystroglycan is heavily glycosylated and its sugars have a role in binding to laminin, neurexin and agrin. The main glycan of alpha-dystroglycan was found to be O-mannosylglycan which is a ligand of laminin. We identified and characterized two glycosyltransferases involved in the biosynthesis of O-mannosylglycans. These two enzymes are responsible for congenital muscular dystrophies, muscle-eye-brain disease and Walker-Warburg syndrome. These results indicate that O-mannosylation of alpha-dystroglycan is important in muscle and brain development. This review describes the relation between aberrant glycosylation of alpha-dystroglycan and congenital muscular dystrophies.