사람태아 간에서 성장단계에 따른 Ganglioside GM3 조성과 Sialidase 활성도 변화에 관한 연구

Abstract

The purpose of this work was to investigate the potential relationship of ganglioside GM3 and sialidase activity to human fetal liver development. Gangliosides were extracted from the liver of 14, 17, 18, 19, 20, 22, 24 and 26 fetal weeks by Folch-Suzuki method. When analyzed by HPTLC, GM3 was increased while band 1 was decreased predominantly with its developmental stages. Band 1 was identified as lactosylceramide(LacCer) by the treatment of sialidase. In order to support this result, sialidases from the liver of 22, 25, 28 and 32 fetal weeks were prepared by subcellular fractionation. Sialidase in human fetal liver was localized in the mitochondria-lysosomal fraction and its activity was detected higher in earlier stages of development. The optimum pH for this enzyme was 4.3 - 4.4. Sialidase was more active with ganglioside mixture than GM3, sialyllactose and fetuin. Lysosomal membrane-bound sialidase and Triton X-100-solubilized sialidase activity were increased 2-fold, 1.2-fold respectively at 47℃, Sialidase activity was small in the presence of 25% methanol but this result suggests that sialidase still may act in the organic environment during the liver ganglioside extration and hydrolase GM3 to LacCer and sialic acid. We have speculated that changes of the ganglioside GM3 and sialidase activity during the development may be involved in the regulation of human fetal liver cell growth.;본 연구에서는 사람 태아 간으로부터 성장단계에 따른 ganglioside GM3와 sialidase 활성도 변화와의 관계, 그리고 sialidase의 일반적인 성질을 연구하였다. 14, 17, 18, 19, 20, 22, 24 그리고 26주된 태아 간으로부터 Folch-Suzuki 방법을 응용하여 gangliosides를 추출하여 HPTLC로 분석하였다. 초기 성장단계에서는 다량의 band 1과 소량의 CM3가 나타나지만 성장이 진행될수록 band 1은 감소하고 GM3는 증가하였다. 이 GM3를 sialidase 처리한 결과 band 1이 lactosylceramide(LacCer)임을 확인하였다. 이런 ganglioside 대사에 관여하는 sialidase를 연구하기 위해 22, 25, 28 그리고 32주된 태아 간으로부터 subcellular fractionation을 수행하였다. Mitochondria-lysosome fraction이 가장 높은 sialidase 활성도를 보였으며 초기 성장단계의 간일수록 sialidase 활성이 높았다. 태아 간 siatidase의 최적 pH는 4,3 - 4.4이었고 GM3, sialyllactose. fetuin보다 ganglioside mixture를 더 좋은 기질로 이용하였다. 47℃에서 lysosome 막에 결합된 sialidase와 Triton X-100으로 용해된 sialidase의 활성도는 각각 2배, 1.2배 증가하였다. 이로부터 성인 간과 비교할때, 태아 간에 존재하는 sialidase는 열에 대해 안정한 효소로 추측된다. 25% methanol 존재시에 총 sialidase 활성도 중 20%의 활성을 나타내었으므로 태아 간의 gang1iosides 추출시 이 sialidase가 작용하여 GM3를 LacCer로 분해시켰을 가능성이 있다. 따라서 간 세포 성장이 빠른 초기 단계에서는 높은 sialidase의 활성으로 인해 GM3로부터 LacCer가 생성되고 이로인해 태아 간 세포성장이 계속 진행된다고 예측해 볼 수 있다.