神経胚中期に現れるルイスX構造の意義

• Project/Area Number: 16657030
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Structural biochemistry
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 長谷 純宏 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80028232)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2005: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2004: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: 脳 / 糖鎖 / ゼブラフィッシュ / オリゴ糖 / ピリジルアミノ化 / ルイスX

Research Abstract

当研究室では、受精後約18時間の神経胚中期に発現しているゼブラフィッシュのフコシルトランスフェラーゼのクローニングを行い、Lewis^X構造を合成出来るα1-3フコシルトランスフェラーゼ(zFT-1)をクローニングした(影山ら、1998)。胚にのみ特異的に発現する酵素として初めて見い出された本酵素の役割を解析するために、その基質や反応産物を、当研究室で開発してきた独自の方法(ピリジルアミノ化法、糖鎖のDifferential Display法)を用いて実際に検出し、精製し、構造決定する事を計画した。昨年度は、受精後18時間目にのみ特異的に発現し、Lewis^Xを結合しているピーク(PA-糖鎖)2種類を見出した。
前年度に検出した2種類のPA化糖鎖を調製し、酸水解して還元末端単糖分析を行ったところ、共にN-アセチルグルコサミン残基(GlcNAc)が還元末端であった。また酵素消化と2次元糖鎖マッピング法を組み合わせた糖鎖構造解析法及びMALDI-TOF MSによる分子量測定により、2種類の糖鎖構造はLewis^X構造を2モル持つバイアンテナ型糖鎖と決定された。これらの構造はアスパラギン結合型糖鎖様の構造を示したが、還元末端付近の構造はアスパラギン結合型糖鎖特有のGlcNAcが2残基のN-アセチルキトビオース構造ではなく、GlcNAcが1残基のみの構造であった。この結果より、これらの糖鎖の前駆体であるLewis X構造を含んだN-配糖体糖鎖があることが明らかとなった。また、これらのLewis^X構造を含んだ糖鎖はすべてzFT1を発現している受精後18時間の胚で最も多く発現していたことから、zFT1遺伝子産物によって生合成された可能性が高いことが示唆された。Lewis^X構造は発生段階(神経胚中期)で見出されており、ゼブラフィッシュ胚における役割に興味が持たれる。

Research Products

• [Journal Article] Alteration of Brain Type N-Glycans in Neurological Mutant Mouse Brain (2005)
  • Author(s): S.Nakakita, S.Natsuka, J.Okamoto, K.Ikenaka, S.Hase
  • Journal Title: J.Biochem. 138(3) Pages: 277-283
  • NAID: 10017346999
• [Journal Article] Synthesis of β-mannosides Using the Transglycosylation Activity of Endo-β-mannosidase from Lilium longiflorum (2005)
  • Author(s): A.Sasaki, T.Ishimizu, R.Geyer, S.Hase
  • Journal Title: FEBS Journal 272(7) Pages: 1660-1668
• [Journal Article] Substrate Specificity and Molecular Cloning of Endo-β-Mannosidase Acting on N-Glycan in Lilium longiflorum (2005)
  • Author(s): A.Sasaki, T.Ishimizu, S.Hase
  • Journal Title: J.Biochem 137(1) Pages: 87-93
• [Journal Article] Characterization of Wheat Germ Agglutinin Ligand on Soluble Glycoproteins in Caenorhabditis elegans (2005)
  • Author(s): S.Natsuka, M.Kawaguchi, Y.Wada, A.Ichikawa, K.Ikura, S.Hase
  • Journal Title: J.Biochem. 138(2) Pages: 209-213
  • NAID: 10017346737
• [Journal Article] Changes in N-Linked Suger Chain Patterns Induced by Moderate-to-High Expression of the Galactosyltransferase I Gene in a Brain-Derived Cell Line, CG4 (2005)
  • Author(s): K.N.Menon, T.Ikeda, I.Fujimoto, H.Narimatsu, S.Nakakita, S.Hase, K.Ikenaka
  • Journal Title: J.Neurosci.Res. 80(1) Pages: 29-36
• [Journal Article] Substrate Recognition by Sugar Chain-Related Enzymes : Recognition of a Large Area of Substrates and Its Stricteness and Tolerance (2005)
  • Author(s): T.Ishimizu, S.Hase
  • Journal Title: TIGG 97(17) Pages: 215-227
  • NAID: 10016881981
• [Journal Article] Chemical Synthesis of uridine 51-diphospho-a-D-xylopyranose Tetrahedron Asymmetry (2005)
  • Author(s): T.Ishimizu, T.Uchida, K.Sano, S.Hase
  • Journal Title: Tetrahedron Asymmetry (in press)
• [Journal Article] Expression of Complex-type N-glycans in Developmental Periods of Zebrafisch Embryo (2005)
  • Author(s): T.Takemoto, S.Natsuka, S.Nakakita, S.Hase
  • Journal Title: Glycoconjugate J. 22 Pages: 20-26
• [Journal Article] Endo-beta-mannosidase, a Plant Enzyme Acting on N-Glycan : Purification (2004)
  • Author(s): T.Ishimizu, A.Sasaki, S.I.Okutani, M.Maeda, M.Yamagishi, S.Hase
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 279 Pages: 38555-38562
• [Journal Article] Synthesis and Conformational Characterization of the Epidermal Growth Factor-like Domain of Blood Coagulation Factor IX Carrying Xylosyl-glucose (2004)
  • Author(s): M.Kitamura, H.Hojo, Y.Nakahara, T.Ishimizu, S.Hase
  • Journal Title: Glycoconjugate J 21 Pages: 197-203
• [Book] Advances in Plant Physiology Vol.7 (2004)
  • Author(s): Ishimizu, T., Hase, S.
  • Publisher: Pectin biosynthesis(in press)