膵α－アミラーゼの腸内糖鎖リガンドを介する血糖値調節機構の解明とその制御

• Project/Area Number: 14J40058
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Bio-related chemistry
• Research Institution: Ochanomizu University
• Principal Investigator: 伊達 公恵 お茶の水女子大学, 基幹研究院, 特別研究員(RPD)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2015: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 膵α-アミラーゼ / 糖質消化 / 糖吸収 / 糖鎖 / レクチン / アミラーゼ / 膵臓酵素 / 糖鎖認識 / 小腸刷子縁膜

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は『膵α-アミラーゼの糖鎖認識が、１．糖質消化、２．糖吸収、３．インスリン分泌の各機能に与える影響を明らかにし、各機能を選択的に制御する特異糖鎖を創出すること』である。
昨年度に引き続き、特異糖候補として、多糖ならびに各糖に対する特異的レクチン（マンノース、シアル酸、フコース、N-アセチルガラクトサミン、ガラクトース特異的レクチン等）を対象として各活性への影響を調べた。その結果、「糖質消化」においては、膵α‐アミラーゼによるデンプン分解活性、SIによるスクロースおよびマルトース分解活性に対して、各々阻害を示す物質を選出した。「糖吸収」においては、SGLT1活性に影響を与える多糖およびレクチンを選出することができなかった。原因として多糖とレクチンの濃度が低かったことが考えられるため、活性測定条件等のさらなる検討が必要である。「インスリン分泌」においては、特定のレクチンにDPP-4活性への阻害傾向が観察され、インスリン分泌を促進する働きをもつことが示唆された。これら結果から、糖質消化促進、糖質消化抑制、インスリン分泌促進のそれぞれにおいて、有効な物質が選出できた。
次に、特異糖鎖による作用機序解明を明らかにするために、膵α-アミラーゼの腸内挙動への影響を調べた。その結果、特異糖鎖非存在下では、膵α-アミラーゼがブタ小腸粘膜および単層培養Caco-2細胞表面に結合するのに対し、特異糖鎖存在下では、その結合が阻害された。
以上より、本研究によって特異糖鎖およびその作用機序の一部を明らかにすることができた。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] イェール大学医学部(米国)
• [Journal Article] Sialylation of vitronectin regulates stress fiber formation and cell spreading of dermal fibroblasts via a heparin-binding site. (2016)
  • Author(s): Miyamoto Y, Tanabe M, Date K, Sakuda K, Sano K, Ogawa H.
  • Journal Title: Glycoconj J. Volume: 33 Issue: 2 Pages: 227-36
  • DOI: 10.1007/s10719-016-9660-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pancreatic α-Amylase Controls Glucose Assimilation by Duodenal Retrieval through N-Glycan-specific Binding, Endocytosis, and Degradation. (2015)
  • Author(s): Date K, Satoh A, Iida K, Ogawa H
  • Journal Title: J Biol Chem Volume: 290 Issue: 28 Pages: 17439-50
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.594937
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Carbohydrate-binding activities of coagulation factors fibrinogen and fibrin. (2015)
  • Author(s): Date K, Ohyama M, Ogawa H.
  • Journal Title: Glycoconj J. Volume: 32 Issue: 6 Pages: 385-92
  • DOI: 10.1007/s10719-015-9603-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Autoactivation of pancreatic trypsinogen is controlled by carbohydrate-specific interaction. (2015)
  • Author(s): Ogawa H., Kusumi I., Ogata A., Wada A., Sakagami H., Mitsuhashi K., Date K.
  • Journal Title: FEBS Letters Volume: 589 Issue: 5 Pages: 569-575
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2015.01.015
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Preparation of affinity adsorbents and purification of lectins from natural sources. (2014)
  • Author(s): Date K., Ogawa H.
  • Journal Title: "Lectins" Methods in Molecular Biology Volume: 1200 Pages: 53-67
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-1292-6_5
  • ISBN: 9781493912919, 9781493912926
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The "white kidney bean incident" in Japan. (2014)
  • Author(s): Ogawa H., Date K.
  • Journal Title: "Lectins" Methods in Molecular Biology Volume: 1200 Pages: 39-45
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-1292-6_3
  • ISBN: 9781493912919, 9781493912926
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] N-glycan-binding Activity of Animal Pancreatic α-Amylase. (2014)
  • Author(s): Date K, Ogawa H
  • Journal Title: Glycoscience Biology and Medicine Volume: -
• [Presentation] 血漿多機能糖タンパク質、ビトロネクチンの血中活性を決める構造因子の解析 (2016)
  • Author(s): 辻岳美央、作田香子、伊達公恵、小川温子
  • Organizer: 2016年度の東京糖鎖研究会 GlycoTOKYO
  • Place of Presentation: 東京工業大学
  • Year and Date: 2016-11-19
• [Presentation] Renalase forms high molecular weight complex in plasma for translation induced by acute pancreatitis. (2016)
  • Author(s): K Date, T. Kolodecik, F. Gorelick.
  • Organizer: 47th Annual Meeting of American Pancreatic Association
  • Place of Presentation: ボストン, 米国
  • Year and Date: 2016-10-26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Renalase protects against pancreatitis via activation of the plasma membrane calcium channel (PMCA). (2016)
  • Author(s): T. Kolodecik, Anamika Reed, K. Date, F. Gorelick.
  • Organizer: 47th Annual Meeting of American Pancreatic Association
  • Place of Presentation: ボストン, 米国
  • Year and Date: 2016-10-26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Interaction of pancreatic α-amylase with its identified glycoligand SGLT1. (2016)
  • Author(s): K Date, A Satoh, H Ogawa.
  • Organizer: ICS2016 (XXVIII International Carbohydrate symposium)
  • Place of Presentation: ニューオリンズ, 米国
  • Year and Date: 2016-07-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Effect of pancreatic α-amylase on sucrase-isomaltase activity and its localization in small intestine. (2015)
  • Author(s): Saki Jumonji, Kimie Date, Kanako Sumi, Kozue Shimizu, Haruko Ogawa, Kaoruko Iida
  • Organizer: BMB2015（第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会）
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] A Novel Finding of the Expression of Pancreatic α-Amylase in Differentiated Caco-2 Cells (2015)
  • Author(s): Yoko Toyoda, Kumi Hoshi, Tomomi Yamazaki, Kimie Date, Haruko Ogawa
  • Organizer: BMB2015（第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会）
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] グルコーストランスポーターSGLT1と膵α-アミラーゼの小腸挙動 (2015)
  • Author(s): 伊達公恵、佐藤あやの、飯田薫子 、小川温子
  • Organizer: 第34回 日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2015-07-31
• [Presentation] Caco-2細胞におけるα-アミラーゼの発現と特性 (2015)
  • Author(s): 豊田陽子、星玖美、山崎聖美、伊達公恵、小川温子
  • Organizer: 第34回 日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2015-07-31
• [Presentation] Caco-2細胞中に発現するα-アミラーゼの発見とその性質 (2015)
  • Author(s): 豊田陽子、星玖美、山崎聖美、伊達公恵、小川温子
  • Organizer: 第2回 FCCAシンポジウム FCCAグライコサイエンス若手フォーラム2015
  • Place of Presentation: 東京、お茶の水女子大学
  • Year and Date: 2015-07-30
• [Presentation] 小腸での澱粉糖化吸収の新調節メカニズム－糖鎖に注目して－ (2015)
  • Author(s): 伊達公恵
  • Organizer: 第55回澱粉研究懇談会
  • Place of Presentation: ホテルラヴィエ川良
  • Year and Date: 2015-06-25
  • Invited
• [Presentation] N-Glycan-Specific Binding of Pancreatic α-Amylase Controls Starch Digestion, Glucose Absorption, and Lifetime of α-Amylase in Duodenum (2014)
  • Author(s): K. Date, A. Satoh, H. Ogawa
  • Organizer: 第5回日韓３女子大学合同シンポジウム
  • Place of Presentation: 韓国・梨花女子大学
  • Year and Date: 2014-12-03
• [Presentation] Pancreatic α-amylase controls glucose assimilation in duodenum through N-glycan-specific binding, followed by endocytosis and degradation. (2014)
  • Author(s): K. Date, A. Satoh, H. Ogawa
  • Organizer: Society for Glycobiology (SFG) & Japanese Society of Carbohydrate Research (JSCR) 2014 Joint Annual Meeting
  • Place of Presentation: Honolulu, Hawaii
  • Year and Date: 2014-11-16
• [Presentation] 膵α-アミラーゼアイソフォームの分離と糖結合性の詳細解析 (2014)
  • Author(s): 豊田陽子、伊達公恵、小川温子
  • Organizer: Glyco Tokyo 2014
  • Place of Presentation: 千葉大学
  • Year and Date: 2014-11-08
• [Presentation] Release mechanism of glucose absorption inhibition controlled by pancreatic α-Amylase via N-glycan -dependent binding. 膵α‐アミラーゼと腸内糖鎖リガンドとの結合を介する糖吸収調節機構の発見 (2014)
  • Author(s): 伊達公恵、佐藤あやの、豊田陽子、小川温子
  • Organizer: 第87回 日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館
  • Year and Date: 2014-10-15
• [Presentation] Discovery of VN having low pI by isoelectric focusing and its absence of heparin-binding activity. 二次元電気泳動で見出した低等電点をもつビトロネクチンの存在とそのヘパリン結合性の欠如 (2014)
  • Author(s): 作田香子、伊達公恵、田邊美音、宮本泰則、小川温子
  • Organizer: 第87回 日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館
  • Year and Date: 2014-10-15
• [Presentation] 膵α-アミラーゼの糖鎖認識による腸内糖質消化と糖吸収の調節活性 (2014)
  • Author(s): 豊田陽子、伊達公恵、川崎ナナ、橋井則貴、○小川温子
  • Organizer: 第63回 日本応用糖質科学会 平成26年度大会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター
  • Year and Date: 2014-09-24
• [Presentation] 膵α-アミラーゼに見出したN-型糖鎖認識による新たな腸内機能 (2014)
  • Author(s): 伊達公恵、小川温子
  • Organizer: 第1回 FCCA (Forum: Carbohydrates Coming of Age) シンポジウム, FCCAグライコサイエンス若手フォーラム2014
  • Place of Presentation: 名古屋大学 東山キャンパス 野依記念学術交流館
  • Year and Date: 2014-08-13
• [Presentation] Novel carbohydrate-binding activities of fibrinogen and fibrin have anticoagulation effect. フィブリノーゲンとフィブリンに見出した糖結合活性による血液凝固への影響 (2014)
  • Author(s): 伊達公恵、大山真実、高原有未、小川温子
  • Organizer: 第33回 日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学 豊田講堂
  • Year and Date: 2014-08-10
• [Presentation] DPP-4との相互作用解析が仲介する膵α‐アミラーゼのN-型糖鎖認識の役割 (2014)
  • Author(s): 伊達公恵
  • Organizer: 第186回 酵母細胞研究会例会
  • Place of Presentation: キリンビール（株）横浜工場 総合棟ホール
  • Year and Date: 2014-07-11
  • Invited