糖鎖を認識するユビキチンリガーゼの構造生物学的解析

• Project/Area Number: 16790037
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Physical pharmacy
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 山口 芳樹 名古屋市立大学, 大学院薬学研究科, 講師 (90323451)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2005: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000); Fiscal Year 2004: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: 糖鎖 / 蛋白質 / 酵素 / 分子認識 / 脳・神経 / NMR / ユビキチンリガーゼ / 安定同位体標識 / レクチン / 糖ベプチド

Research Abstract

SCF^<Fbs1>は細胞質において、N結合型糖鎖を有するタンパク質を認識して分解マーカーであるユビキチン鎖を連結する酵素であり、プロテアソームによる糖タンパク質の分解において重要な役割を担っている。これまでSCF^<Fbs1>の基質認識ユニットであるFbs1の糖タンパク質に対する分子認識の詳細を前年度まで明らかとしてきた。今年度は、同じファミリーに属するFbs2の糖鎖結合特異性をフロンタルアフィニティクロマトグラフィにより明らかとした。Fbs1は糖鎖のトリマンノシルコアと糖鎖の結合しているAsn残基を認識する一方、Fbs2は広い糖鎖基質特異性を示すことが明らかとなった。また、Fbs1と密接に生体内で関係しているPeptide : N-glycanase(PNGase)は細胞質においてN結合型糖鎖の結合部位にあたるアスパラギン残基側鎖のアミド結合を加水分解し、糖鎖を遊離させる酵素として機能している。N末端領域に存在するPUBドメインは小胞体関連分解(ERAD)に関与するタンパク質(ユビキチン、19SプロテアソームサブユニットS4など)と相互作用することが報告されており、PUBドメインの立体構造は、糖タンパク質分解における糖鎖修飾系とユビキチン修飾系の連携の構造基盤を明らかにする上で重要である。NMR解析の結果、PUBドメインは、αヘリックスに富むフォールドであることが判明した。またそのユビキチン結合部位を同定することに成功した。

Research Products

• [Journal Article] Glycoform-dependent conformational alteration of the Fc region of human immunoglobulin G1 as revealed by NMR spectroscopy (2006)
  • Author(s): Y.Yamaguchi et al.
  • Journal Title: Biochim.Biophys.Acta-General Subjects (in press)
• [Journal Article] Sugar-binding properties of VIP36, an intracellular animal lectin operating as a cargo receptor (2005)
  • Author(s): Y.Kamiya et al.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 280 Pages: 37178-37182
• [Journal Article] Molecular mechanism of ubiquitin recognition by GGA3 GAT domain. (2005)
  • Author(s): M.Kawasaki et al.
  • Journal Title: Genes to Cells 10 Pages: 639-654
• [Journal Article] Conformational Dynamics of Complementarity-determining Region H3 of an Anti-dansyl Fv Fragment in the Presence of its Hapten. (2005)
  • Author(s): M.Nakasako et al.
  • Journal Title: J.Mol.Biol. 351 Pages: 627-640
• [Journal Article] Development of structural analysis of sulfated N-glycans by multi-dimensional HPLC mapping methods. (2005)
  • Author(s): H.Yagi et al.
  • Journal Title: Glycobiology 15 Pages: 1051-1060
• [Journal Article] Structural basis for recognition of ubiquitinated cargo by Tom1-GAT domain (2005)
  • Author(s): M.Akutsu et al.
  • Journal Title: FEBS Lett. 579 Pages: 5385-5391
• [Journal Article] Mechanistic elucidation of the formation of reduced 2-aminopyridine derivatized oligosaccharides and their application in matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry (2005)
  • Author(s): S.Sekiya et al.
  • Journal Title: Rapid Communications in Mass Spectrometry 19 Pages: 3607-3611
• [Journal Article] Structural basis of sugar-recognizing ubiquitin ligase (2004)
  • Author(s): Mizushima T., et al.
  • Journal Title: Nature Struct.Mol Biol. 11(4) Pages: 365-370
• [Journal Article] レクチンによる糖鎖認識の構造生物学 (2004)
  • Author(s): 山口芳樹, 加藤晃一
  • Journal Title: 生化学 76(3) Pages: 269-277
  • NAID: 10012685569
• [Book] 薬学教科書シリーズ 第2巻 物理系薬学(日本薬学会編) (2006)
  • Author(s): 加藤晃一 他
  • Publisher: 東京化学同人
• [Book] 糖鎖科学の新展開 (2005)
  • Author(s): 神谷由紀子 他
  • Publisher: 株式会社エヌ・ティー・エス
• [Book] ファルマシア (2005)
  • Author(s): 山口芳樹 他
  • Publisher: 日本薬学会
• [Book] 未来を拓く糖鎖科学 (2005)
  • Author(s): 山口芳樹
  • Total Pages: 73
  • Publisher: 金芳堂
• [Patent(Industrial Property Rights)] アミノピリジン標識糖鎖の質量分析法 (2005)
  • Inventor(s): 関谷 禎規, 田中 耕一, 加藤 晃一, 山口 芳樹
  • Industrial Property Rights Holder: 株式会社島津製作所
  • Industrial Property Number: 2005-167015
  • Filing Date: 2005-06-07