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Identification of O-glycoproteins by Glycoproteomics based on BEP procedure

Research Project

Project/Area Number 16K05804
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Analytical chemistry
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Furukawa Jun-ichi  北海道大学, 医学研究院, 特任准教授 (30374193)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords糖タンパク質 / グライコミクス / β脱離反応 / マイケル付加 / O-結合型糖鎖 / BEP法 / プロテオミクス
Outline of Final Research Achievements

Serine (Ser) and threonine (Thr) residues are modified by the O-GalNAc type, typical of mucin. The characterization of O-glycans has remained particularly challenging because no analogous endoglycosidase is known.
We investigated the BEP method for the identification of structural isomer and O-glycosylation sites of proteins/peptides. We developed that aminolysis-SALSA could successfully distinguish sialylated N- and GSL-glycan isomers by mass spectrometry. This method could be applied to the analysis of sialylated O-glycopeptides.
In addition, we investigated the BEP procedure focused on Michael addition. In this study, it was revealed that only serine residues act as Michael acceptor and preform selective Michael addition. Furthermore, we made it clear that the efficiency of cleavage of O-glycan differed between Ser and Thr residue.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究でのシアル酸の構造上の識別法、スレオニン残基修飾糖鎖の切断法、そしてマイケル付加反応の効率についての研究により、これまでに詳細な情報がなく、本研究の成果が糖タンパク質に関連する診断マーカー探索研究や糖鎖付加部位さらにはキャリアタンパク質を同定するために重要な情報取得に繋がる。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (30 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 1 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] In-depth site-specific O-Glycosylation analysis of therapeutic Fc-fusion protein by electron-transfer/higher-energy collisional dissociation mass spectrometry2019

    • Author(s)
      Hashii Noritaka、Suzuki Junya、Hanamatsu Hisatoshi、Furukawa Jun-ichi、Ishii-Watabe Akiko
    • Journal Title

      Biologicals

      Volume: 58 Pages: 35-43

    • DOI

      10.1016/j.biologicals.2019.01.005

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Coordinated existence of multiple gangliosides is required for cartilage metabolism.2019

    • Author(s)
      Momma Daisuke, Onodera Tomohiro, Homan Kentaro, Matsubara Shinji, Sasazawa Fumio, Furukawa Junichi, Matsuoka Masatake, Yamashita Tadashi, Iwasaki Norimasa.
    • Journal Title

      Osteoarthritis and Cartilage

      Volume: 27 Issue: 2 Pages: 314-325

    • DOI

      10.1016/j.joca.2018.11.003

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sialic Acid Linkage Specific Derivatization of Glycosphingolipid Glycans by Ring-Opening Aminolysis of Lactones.2018

    • Author(s)
      Hanamatsu H, Nishikaze T, Miura N, Piao J, Okada K, Sekiya S, Iwamoto S, Sakamoto N, Tanaka K, Furukawa JI
    • Journal Title

      Anal Chem

      Volume: 90 Issue: 22 Pages: 13193-13199

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.8b02775

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification of unique glycoisoforms of vitamin D-binding protein and haptoglobin as biomarker candidates in hepatocarcinogenesis of STAM mice2018

    • Author(s)
      Yoshida Yasunobu、Furukawa Jun-ichi、Naito Shoichi、Higashino Kenichi、Numata Yoshito、Shinohara Yasuro
    • Journal Title

      Glycoconjugate Journal

      Volume: 35 Issue: 5 Pages: 467-476

    • DOI

      10.1007/s10719-018-9838-3

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Critical Domain of Ebolavirus Envelope Glycoprotein Determines Glycoform and Infectivity2018

    • Author(s)
      Fujihira H, Usami K, Matsuno K, Takeuchi H, Denda-Nagai K, Furukawa JI, Shinohara Y, Takada A, Kawaoka Y, Irimura T
    • Journal Title

      Sci Rep

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 5495-5495

    • DOI

      10.1038/s41598-018-23357-8

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  • [Journal Article] Impact of the Niemann-Pick c1 Gene Mutation on the Total Cellular Glycomics of CHO Cells2017

    • Author(s)
      Furukawa Jun-ichi、Soga Minami、Okada Kazue、Yokota Ikuko、Piao Jinhua、Irie Tetsumi、Era Takumi、Shinohara Yasuro
    • Journal Title

      J Proteome Res.

      Volume: 16 Issue: 8 Pages: 2802-2810

    • DOI

      10.1021/acs.jproteome.7b00070

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      2017 Research-status Report
  • [Journal Article] Glycomics of human embryonic stem cells and human induced pluripotent stem cells2017

    • Author(s)
      Furukawa JI, Okada K, Shinohara Y
    • Journal Title

      Glycoconj J.

      Volume: 34(6) Issue: 6 Pages: 807-815

    • DOI

      10.1007/s10719-017-9800-9

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  • [Journal Article] Glycomics of human embryonic stem cells and human induced pluripotent stem cells2016

    • Author(s)
      Furukawa J.-i,, Okada K., Shinohara Y.
    • Journal Title

      Glycoconjugate Journal

      Volume: 33 Issue: 5 Pages: 707-715

    • DOI

      10.1007/s10719-016-9701-3

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  • [Journal Article] Altered gene expression of glycosyltransferases and sialyltransferases and total amount of glycosphingolipids following herpes simplex virus infection.2016

    • Author(s)
      Miyajia K., Furukawa J.-i., Suzuki Y., Yamamoto N., Shinohara Y. , Yuki N.
    • Journal Title

      Carbohydrate Res.

      Volume: 434 Pages: 37-43

    • DOI

      10.1016/j.carres.2016.08.004

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  • [Journal Article] Quantitative analysis of total serum glycome in human and mouse.2016

    • Author(s)
      Yoshida Y., Furukawa J.-i., Naito S., Higashino K., Numata Y., Shinohara Y.
    • Journal Title

      Proteomics

      Volume: 16 Issue: 21 Pages: 2747-2758

    • DOI

      10.1002/pmic.201500550

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  • [Presentation] SALSA-glycoblotting法によるスフィンゴ糖脂質糖鎖のシアル酸構造異性体識別2018

    • Author(s)
      花松 久寿、西風 隆司、三浦信明、岡田 和恵、朴 錦花、坂本 直哉、関谷禎規、岩本慎一、田中耕一、古川潤一
    • Organizer
      日本質量分析学会・日本プロテオーム学会2018年合同大会
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  • [Presentation] 新規反応系導入によるシアル酸結合様式特異的修飾法SALSATMの改良と高汎用化2018

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      西風隆司、花松久寿、古川潤一、関谷禎規、岩本慎一、田中耕一
    • Organizer
      日本質量分析学会・日本プロテオーム学会2018年合同大会
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  • [Presentation] Simple and versatile two-step derivatization method for discriminating α2,3-/α2,6-linked sialic acids2018

    • Author(s)
      Takashi Nishikaze, Hisatoshi Hanamatsu, Jun-ichi Furukawa, Sadanori Sekiya, Shinichi Iwamoto, Koichi Tanaka
    • Organizer
      米国質量分析学会 ASMS
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 開環アミノリシスによる新規シアル酸結合様式特異的修飾法2018

    • Author(s)
      花松 久寿、西風 隆司、三浦信明、朴綿花、岡田 和恵、坂本 直哉、関谷禎規、岩本慎一、田中耕一、古川 潤一
    • Organizer
      第37回日本糖質学会年会
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  • [Presentation] 軟骨細胞肥大における総合グライコーム解析2018

    • Author(s)
      宝満 健太郎、花松 久寿、古川 潤一、岡田 和恵、横田 育子、朴 錦花、小野寺 智洋、岩崎 倫政
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      第37回日本糖質学会年会
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  • [Presentation] 加齢に伴うマウス血清中のN-結合型糖鎖の網羅的解析2018

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      岡田 和恵, 赤阪-萬谷 啓子, 萬谷 博, 花松 久寿, 朴 錦花, 古川 潤一, 遠藤 玉夫
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
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  • [Presentation] 開環アミノリシスに基づくSALSA 法によるスフィンゴ糖脂質糖鎖の解析2018

    • Author(s)
      古川 潤一, 花松 久寿, 西風 隆司, 三浦 信明, 朴 錦花, 岡田 和恵, 坂本 直哉, 関谷 禎規, 岩本 慎一, 田中 耕一
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
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  • [Presentation] BEP法を基盤とした糖鎖および糖鎖結合部位の同定法2017

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      岡田 和恵, 横田 育子, 花松 久寿, 大西 俊介, 湯山 耕平, 酒井 祥太, 伊東 信, 五十嵐 靖之, 坂本 直哉, 篠原 康郎, 古川 潤一
    • Organizer
      第36回 日本糖質学会
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  • [Presentation] Glycoblotting-SALSA法によるヒト血清スフィンゴ糖脂質糖鎖の網羅的解析2017

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      花松 久寿、西風 隆司、横田 育子、岡田 和恵、坂本 直哉、古川 潤一
    • Organizer
      第36回 日本糖質学会
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  • [Presentation] 総合グライコミクスで幹細胞を記述する2017

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      古川 潤一
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      2017年度生命科学系学会合同年次大会
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  • [Presentation] ニーマン・ピック病C型の診断及び治療効果をモニタリングするための糖鎖関連マーカーの探索2017

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      朴 錦花, 古川 潤一, 曽我 美南, 岡田 和恵, 横田 育子, 入江 徹美, 江良 拓実, 篠原 康郎
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
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  • [Presentation] Glycoblotting-SALSA 法によるスフィンゴ糖脂質糖鎖の網羅的解析2017

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      花松 久寿、西風 隆司、横田 育子、岡田 和恵、坂本 直哉、関谷 禎規、岩本 慎一、田中 耕一、古川 潤一
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
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  • [Presentation] 総合グライコミクスで細胞を記述する2016

    • Author(s)
      古川潤一
    • Organizer
      第14回 糖鎖科学コンソーシアムシンポジウム
    • Place of Presentation
      御茶ノ水ソラシティカンファレンスセンター(東京都千代田区)
    • Year and Date
      2016-11-01
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    • Invited
  • [Presentation] 大規模グライコミクスにおける発現とマイニングへのインフォマティクスからのアプローチースフィンゴ糖脂質ー2016

    • Author(s)
      三浦信明、古川潤一、横田育子、岡田和恵、篠原康朗
    • Organizer
      第89回 日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター/東北大学(仙台)
    • Year and Date
      2016-09-25
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 血清中に含まれる血液型特異的スフィンゴ糖脂質および遊離オリゴ糖鎖の同定2016

    • Author(s)
      横田育子、古川潤一、花松久寿、大西俊介、岡田和恵、湯山耕平、酒井祥太、伊東信、五十嵐靖之、坂本直哉、篠原康朗
    • Organizer
      第89回 日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター/東北大学(仙台)
    • Year and Date
      2016-09-25
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  • [Presentation] エタノール沈殿法による血液型特異的スフィンゴ糖脂質および遊離オリゴ糖鎖の血液型抗原の同定2016

    • Author(s)
      岡田和恵、古川潤一、横田育子、花松久寿、大西俊介、湯山耕平、酒井祥太、伊東信、五十嵐靖之、坂本直哉、篠原康朗
    • Organizer
      第35回 日本糖質学会年会
    • Place of Presentation
      高知市文化プラザ かるぽーと(高知)
    • Year and Date
      2016-09-01
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  • [Presentation] リビトールリン酸を含むO-マンノース型糖鎖の新奇構造と生合成機構2016

    • Author(s)
      萬谷博、金川基、小林千浩、田尻道子、久我敦、山口芳樹、萬谷-赤坂啓子、古川潤一、水野真盛、川上宏子、篠原康朗、和田芳直、戸田達史、遠藤玉夫
    • Organizer
      第35回 日本糖質学会年会
    • Place of Presentation
      高知市文化プラザ かるぽーと(高知)
    • Year and Date
      2016-09-01
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  • [Presentation] 大規模グライコミクスにおける発現解析へのインフォマティクスからのアプローチ:スフィンゴ糖脂質2016

    • Author(s)
      三浦信明、古川潤一、横田育子、岡田和恵、篠原康朗
    • Organizer
      第35回 日本糖質学会年会
    • Place of Presentation
      高知市文化プラザ かるぽーと(高知)
    • Year and Date
      2016-09-01
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Total cellular glycome analysis: Method development and its application to biological samples.2016

    • Author(s)
      Jun-ichi Furukawa
    • Organizer
      6th Charles Warren Workshop 2016
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌)
    • Year and Date
      2016-08-24
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] 実験医学2017

    • Author(s)
      古川 潤一,岩崎 倫政,篠原 康郎
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      羊土社
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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