フコース

フコース：生命現象を支えるデオキシ糖

フコースは、6-デオキシ-ガラクトースという構造を持つデオキシ糖の一種です。化学式はC6H12O5、分子量は164.16、融点は163℃、比旋光度は-76°です。六炭糖の一種であり、単糖に分類されます。6-デオキシヘキソースと呼ばれることもあります。

自然界では、L-フコシドの形で、動植物に広く分布しています。その名称は、フコイダンと呼ばれる、ヒバマタなどの褐藻類の細胞壁多糖類から発見されたことに由来しています。フコイダンは昆布のねばねば成分としても知られています。

フコースの生物学的役割

ヒトにおける役割:

ヒトでは、ABO血液型のH抗原として重要な役割を果たします。O型血液は基本となる3糖にフコースのみが付加された構造を持ち、A型はさらにN-アセチルガラクトサミンが、B型はガラクトースが付加された構造となります。A、B、H遺伝子は、これらの糖を付加する酵素をコードしています。フコースが存在しないボンベイ型では、AやB遺伝子を持っていてもO型血液となります。

さらに、α1→3結合のコアフコースは、IgEを介したアレルギー反応に関与する[糖]]鎖抗原であると考えられています。この抗原は、フコース(Fuc)、オリゴマンノース(Man)、[[ガラクトース]からなるMan-Fuc-Galという配列で多く存在します。

植物における役割:

陸上植物では、ペクチンやキシログルカンといった細胞壁多糖類に含まれています。大根などの細胞外マトリックスのプロテオグリカンにもフコースが含まれ、ヒトのO型血液と同様の免疫反応を示すことが知られています。

海藻における役割:

海藻では、褐藻類に多く含まれるフコイダンにフコースが含まれます。フコイダンは、粘性を持つ多糖類であり、様々な生理活性を持つことが知られています。

フコースの生合成

生体内では、GDP-フコースという糖ヌクレオチドから、フコース転移酵素によって合成されます。ヒトでは、H抗原の合成以外にも複数のフコース転移酵素が確認されており、植物では、キシログルカンのフコース転移酵素が最初にクローニングされ、セルロース以外の植物細胞壁多糖類合成酵素としては最初のクローニング例となりました。

GDP-フコースは、GDP-マンノースから、4,6位脱水素反応、C3位エピマー化、O-4位還元反応を経て合成されます。

まとめ

フコースは、血液型、アレルギー反応、植物の細胞壁構造など、多様な生物学的機能を持つ重要な糖鎖成分です。その生合成経路や機能解明は、生命科学研究において重要な課題であり、医療や食品分野への応用も期待されています。今後の研究により、フコースの新たな機能や応用が明らかになることが期待されます。

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