1-1 血液型と糖鎖

a) 糖鎖って何? [1]
 糖鎖とは糖が鎖状に連なってできた分子のことです。
糖鎖と言われると難しく考えてしまいがちですが、実は皆さんのよく知っている血液型も糖鎖によって決まっているのです!

 ヒトの血液型は、赤血球表面にある糖鎖の末端のわずかな違いによって分類されます。基本型は H(O) 型で、A 型、B 型にはそれぞれ別の糖が付加されており、AB 型は A 型の糖を付加されたものと、B 型の糖が付加されたものを両方持っています。
 詳しくは c) を見てみましょう!

 

b) Ii 式血液型 [2]
 ABO 式血液型抗原の前駆体として I 血液型抗原があります。初めは皆 i 血液型抗原のみしか持っていませんが、ポリラクトサミン糖転移酵素依存的な分岐修飾を受けることによって、I 血液型抗原が作られます。(詳しくは” 2-3 糖鎖の生合成 ”で)

Ii.blood-type

図 1.1 ABO 式血液型抗原になるまで (糖鎖生物学 [1] 参照)

i 血液型抗原は、β1-6GlcNAc 転移酵素の働きによって、ガラクトース残基に β1-6 結合で N -アセチルグルコサミンが付加される(枝かれ修飾)。更にポリラクトサミンが生合成することによって、I 血液型抗原が作られる。

 

c) A, B, O(H) 式血液型抗原の構造 [2]
 ABO(H) 式血液型抗原は 1 型、2 型、3 型、4 型糖鎖前駆体がもととなったオリゴ糖鎖です。ここでは、1 型を例にして紹介します(2, 3, 4 型については参考書籍「糖鎖生物学」 [2] を参照して下さい)。
下の図 1.2 の左側に描かれている H 抗原は I 血液型抗原であるオリゴ糖鎖に対して修飾がありません。A 型糖鎖の抗原決定基は末端のガラクトースに N– アセチルガラクトサミンが、付加することによって形成されています。また、B 型の場合は N– アセチルガラクトサミンの代わりにガラクトースが付加することによって形成されています。
このようにこれらの糖鎖構造はそれぞれの血液型を決定します。つまり、A 型は A 型、B 型は B 型のの決定基を合成し、AB 型はその両方を合成します。また、O 型はその両方とも合成しません。

ABH.blood-type

図 1.2 1 型 ABH 抗原の構造

1 型糖鎖前駆体への修飾。左の H 抗原は非修飾型で O 血液型群となる。
真ん中の A 抗原は H 抗原に N– アセチルガラクトサミンが修飾している。右側の B 抗原はガラクトースが修飾している。

 

d) もし血液型が O 型のみだったら?
 細菌やウイルスは糖鎖の種類を認識して感染します。
例えば、ヘリコバクター・ピロリという細菌は胃潰瘍の原因の1つと考えられていますが、感染する際に H 型物質を認識して胃壁に潜り込むといわれています。もし人類の血液型が O 型のみだったら、世の中には胃潰瘍の人があふれていたかもしれません。つまり、糖鎖によって細胞を多様化させることで、細菌やウイルスの感染を防いできた可能性があります。もちろん、この考え方は仮説の域にとどまっていますが、そう確信して日夜研究をしている人も少なくないのです。
環境が変化しても生き残っていくために、生物に「多様性」が必須であることは間違いありません。ABO式血液型は糖鎖の多様性をもたらす一部に過ぎませんが、これだけ見ても生物にとって多様性が重要であること、それを生み出すために糖鎖が重要な役割を果たしていることを実感して頂けるでしょう。