糖鎖修飾によるタンパク質活性化調節機構の解析

• Project/Area Number: 16710164
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Living organism molecular science
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 清水 史郎 独立行政法人理化学研究所, 長田抗生物質研究室, 研究員 (30312268)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000); Fiscal Year 2005: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2004: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
• Keywords: 糖鎖修飾 / 転移 / マトリックスメタロプロテアーゼ / RECK / がん細胞 / 転移・浸潤

Research Abstract

多くのタンパク質はその機能を発揮するために「適切なアミノ酸」が「適切な時期」に「適切な翻訳後修飾を受けること」が必要である。代表的な翻訳後修飾として「リン酸化」や「糖鎖修飾」が知られている。リン酸化のシグナル伝達機構については詳細に検討されている一方で、糖鎖修飾は小胞体やゴルジ体における糖鎖付加後のトレミングやプロセシングの各段階は詳細に検討されているものの、糖鎖修飾されたタンパク質の機能変化については不明な点が多く残されている。また、がん細胞で過剰発現または発現低下しているタンパク質の中で糖鎖修飾を受けるものが多数知られているが、それら分子に糖鎖が付加されるとどのような活性変化が誘導されるかは不明である。
上記背景から、がん細胞の転移・浸潤に関与しているマトリックスメタロプロテアーゼ阻害因子、RECKの糖鎖修飾に着目した。RECKの1次配列からは5ヶ所の糖鎖修飾が予想されたが、変異体やグリコシダーゼを用いた解析から、RECKは86,200,297,352の4箇所のアスパラギン残基が糖鎖修飾されていることが分かった。いずれの糖鎖修飾も、GPIアンカーとして細胞外膜への局在には必要なかった。一方、MMP-9分泌抑制能にはアスパラギン297の糖鎖修飾が、またMMP-2の活性化抑制にはアスパラギン352の糖鎖修飾が必要であった。さらに、RECK発現細胞ではがん細胞の浸潤能が低下するが、糖鎖修飾が欠損している細胞を発現させるとがん細胞の浸潤能は低下しなかった。
これらの結果より、RECKはその発現だけでなく、糖鎖修飾によってもMMP-9抑制能、MMP-2活性化抑制能、さらにがん細胞浸潤抑制能が調節されていることが明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] Phoslactomycin targets cysteine-269 of the protein phosphatase 2A catalytic subunit in cells (2005)
  • Author(s): Teruya, T., Simizu, S., Kanoh, N., Osada, H.
  • Journal Title: FEBS Letters 579 Pages: 2463-2468
• [Journal Article] Photo-cross-linked small-molecule affinity matrix for facilitating forward and reverse chemical genetics (2005)
  • Author(s): Kanoh, N., Honda, K., Simizu, S., Muroi, M., Osada, H.
  • Journal Title: Angewandte Chemie International Edition 44 Pages: 3559-3562
• [Journal Article] RECK-mediated suppression of tumor cell invasion is regulated by glycosylation in human tumor cell lines. (2005)
  • Author(s): Simizu, S., Takagi, S., Tamura, Y., Osada, H.
  • Journal Title: Cancer Research 65 Pages: 7455-7461
• [Journal Article] Kaurene diterpene induces apoptosis in human leukemia cells partly through a caspase-8-dependent pathway (2004)
  • Author(s): Kondoh, M., Suzuki, I., Sato, M., Nagashima, F., Simizu, S., Harada, M., Fujii, M., Osada, H., Asakawa, Y., Watanabe, Y.
  • Journal Title: The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics 311 Pages: 115-122
• [Journal Article] The phosphorylation status and anti-apoptotic activity of Bcl-2 are regulated by ERK and protein phosphatase 2A on the mitochondria (2004)
  • Author(s): Tamura, Y., Simizu, S., Osada, H.
  • Journal Title: FEBS Letters 569 Pages: 249-255
• [Journal Article] Heparanase as a molecular target of cancer chemotherapy (2004)
  • Author(s): Simizu, S., Ishida, K., Osada, H.
  • Journal Title: Cancer Science 95 Pages: 553-558
  • NAID: 10014196678
• [Journal Article] Structure-based design of a selective heparanase inhibitor as an antimetastatic agent (2004)
  • Author(s): Ishida, K., Hirai, G., Murakami, K., Teruya, T., Simizu S., Sodeoka, M., Osada, H.
  • Journal Title: Molecular Cancer Therapeutics 3 Pages: 1069-1077