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Investigation of the biological significance of glycerol phosphate-containing glycan

Research Project

Project/Area Number 19K07058
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
Research InstitutionTokyo Metropolitan Geriatric Hospital and Institute of Gerontology

Principal Investigator

Imae Rieko  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (60584000)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
KeywordsCDP-グリセロール / PCYT2 / 糖鎖 / α-ジストログリカン / グリセロールリン酸
Outline of Research at the Start

近年、糖鎖構成因子として「グリセロールリン酸」が初めて見出された。本研究では、グリセロールリン酸を含有する糖鎖の合成機構および生理的・病理学的意義を明らかにする。まずグリセロールリン酸の供与体となるCDP-グリセロールに焦点を当て、どのような生理的・病理的状況で、どのような経路で生成するか明らかにする。さらに、グリセロールリン酸含有糖鎖がどのようなタンパク質分子に結合し、どのような分子と相互作用するかを解析することで、グリセロールリン酸含有糖鎖の生理機能を分子レベルで明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

CDP-glycerol (CDP-Gro) is a donor substrate for the transfer of glycerol phosphate into the glycan. In this study, we identified CDP-Gro in cultured human cells or mouse tissues for the first time. Among the various mouse tissues, liver contains high amount of CDP-Gro. In addition, cultured cancer cells tend to contain high amount of CDP-Gro compared to normal cells. Furthermore, we identified PCYT2 as a responsible enzyme for CDP-Gro synthesis, and found a novel metabolic pathway which produces CDP-Gro from glycerol-3-phosphate and CTP. We also found that the synthesis of laminin-binding glycan on α-dystroglycan was enhanced by reducing the cellular content of CDP-Gro with PCYT2 suppression.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

糖鎖は細胞表面に多く存在し、細胞接着やシグナル伝達などの様々な生命現象に関わるほか、疾患の発症にも深く関わっている。一方、糖鎖はその構造的な複雑さから解析が難しく、未知の糖鎖構造や糖鎖機能が多く残されていると考えられる。近年、哺乳動物の糖鎖の新たな構成因子としてグリセロールリン酸が報告されたが、グリセロールリン酸を含む糖鎖の生物学的意義はほとんど明らかになっていない。本研究からグリセロールリン酸含有糖鎖の合成に関わる分子基盤が明らかになったことで、その機能に迫ることが可能となった。今後、肝臓や癌等に着目して本糖鎖の役割を解析することで、新たな治療標的の創出につながることが期待される。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 4 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] CDP-ribitol prodrug treatment ameliorates ISPD-deficient muscular dystrophy mouse model2022

    • Author(s)
      Tokuoka Hideki、Imae Rieko、Nakashima Hitomi、Manya Hiroshi、Masuda Chiaki、Hoshino Shunsuke、Kobayashi Kazuhiro、Lefeber Dirk J.、Matsumoto Riki、Okada Takashi、Endo Tamao、Kanagawa Motoi、Toda Tatsushi
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 1847-1847

    • DOI

      10.1038/s41467-022-29473-4

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Chemical and Chemo-Enzymatic Syntheses of Glycans Containing Ribitol Phosphate Scaffolding of Matriglycan2022

    • Author(s)
      Tamura Jun-ichi、Tamura Takahiro、Hoshino Shunsuke、Imae Rieko、Kato Ryuichi、Yokono Mizuki、Nagase Mao、Ohno Shiho、Manabe Noriyoshi、Yamaguchi Yoshiki、Manya Hiroshi、Endo Tamao
    • Journal Title

      ACS Chemical Biology

      Volume: 17 Issue: 6 Pages: 1513-1523

    • DOI

      10.1021/acschembio.2c00181

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The structure of POMGNT2 provides new insights into the mechanism to determine the functional <i>O</i> ‐mannosylation site on α‐dystroglycan2021

    • Author(s)
      Imae Rieko、Kuwabara Naoyuki、Manya Hiroshi、Tanaka Tomohiro、Tsuyuguchi Masato、Mizuno Mamoru、Endo Tamao、Kato Ryuichi
    • Journal Title

      Genes to Cells

      Volume: 26 Issue: 7 Pages: 485-494

    • DOI

      10.1111/gtc.12853

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] PCYT2 synthesizes CDP-glycerol in mammals and reduced PCYT2 enhances the expression of functionally glycosylated α-dystroglycan2021

    • Author(s)
      Imae Rieko、Manya Hiroshi、Tsumoto Hiroki、Miura Yuri、Endo Tamao
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: 170 Issue: 2 Pages: 183-194

    • DOI

      10.1093/jb/mvab069

    • NAID

      40022723391

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Biosynthetic mechanisms and biological significance of glycerol phosphate-containing glycan in mammals.2021

    • Author(s)
      Rieko Imae, Hiroshi Manya, Tamao Endo
    • Journal Title

      Molecules

      Volume: 26 Issue: 21 Pages: 6675-6675

    • DOI

      10.3390/molecules26216675

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Biosynthetic mechanisms of ribitol phosphate-containing glycan by FKRP, a muscular dystrophy gene product2020

    • Author(s)
      今江 理恵子、桑原 直之、萬谷 博、加藤 龍一、遠藤 玉夫
    • Journal Title

      生化学

      Volume: 92 Issue: 6 Pages: 811-816

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2020.920811

    • NAID

      40022454265

    • ISSN
      0037-1017
    • Year and Date
      2020-12-25
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Biosynthetic Mechanisms of a Unique Ribitol Phosphate-containing Glycan by FKRP, a Ribitol Phosphate Transferase2020

    • Author(s)
      Imae R, Kuwabara N, Manya H, Kato R, Endo T
    • Journal Title

      Trends in Glycoscience and Glycotechnology

      Volume: 32 Issue: 190 Pages: E195-E200

    • DOI

      10.4052/tigg.2008.1E

    • NAID

      130007942390

    • ISSN
      0915-7352, 1883-2113
    • Year and Date
      2020-11-25
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal structures of fukutin-related protein (FKRP), a ribitol-phosphate transferase related to muscular dystrophy.2020

    • Author(s)
      Kuwabara N, Imae R, Manya H, Tanaka T, Mizuno M, Tsumoto H, Kanagawa M, Kobayashi K, Toda T, Senda T, Endo T, Kato R.
    • Journal Title

      Nat Commun.

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 303-303

    • DOI

      10.1038/s41467-019-14220-z

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      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] マウス臓器における糖ヌクレオチド含量の加齢変化2023

    • Author(s)
      今江 理恵子、萬谷 博、津元 裕樹、三浦 ゆり、遠藤 玉夫
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 哺乳動物細胞におけるリビトールリン酸産生に関わる還元酵素の活性評価2023

    • Author(s)
      星野 駿介、今江 理恵子、萬谷 博、遠藤 玉夫
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] CHEMICAL AND CHEMO-ENZYMATIC SYNTHESES OF GLYCANS CONTAINING RIBITOL PHOSPHATE SCAFFOLDING OF MATRIGLYCAN.2022

    • Author(s)
      Jun-ichi Tamura, Takahiro Tamura, Shunsuke Hoshino, Rieko Imae, Mao Nagase, Shiho Ohno, Noriyoshi Manabe, Yoshiki Yamaguchi, Hiroshi Manya, and Tamao Endo
    • Organizer
      30th International Carbohydrate Symposium (ICS2022)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 加齢マウス臓器における糖ヌクレオチド量の変化2022

    • Author(s)
      今江 理恵子、萬谷 博、津元 裕樹、三浦 ゆり、遠藤 玉夫
    • Organizer
      第41回日本糖質学会年会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ISPD欠損型筋ジストロフィーに対するCDP-リビトール誘導体を用いた治療法の開発2022

    • Author(s)
      金川 基、徳岡 秀紀、今江 理恵子、星野 駿介、萬谷 博、遠藤 玉夫、戸田 達史
    • Organizer
      第41回日本糖質学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] マウス臓器における加齢に伴う糖ヌクレオチド変化2022

    • Author(s)
      今江 理恵子、萬谷 博、津元 裕樹、三浦 ゆり、遠藤 玉夫
    • Organizer
      第95回日本生化学会大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] CDP-エタノールアミン合成酵素PCYT2によるCDP-グリセロール生合成機構の発見およびα-ジストログリカンの機能制御2022

    • Author(s)
      今江 理恵子、萬谷 博、津元 裕樹、三浦 ゆり、遠藤 玉夫
    • Organizer
      日本薬学会 第142年会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 哺乳類におけるリビトールリン酸産生酵素の解析2022

    • Author(s)
      星野 駿介、今江 理恵子、萬谷 博、遠藤 玉夫
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      日本薬学会 第142年会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] CDP-エタノールアミン合成酵素PCYT2によるCDP-グリセロールの合成およびα-ジストログリカンの制御2021

    • Author(s)
      今江 理恵子、萬谷 博、津元 裕樹、三浦 ゆり、遠藤 玉夫
    • Organizer
      第94回日本生化学会大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 哺乳動物細胞におけるリビトールリン酸生合成経路の解析2021

    • Author(s)
      星野 駿介、今江 理恵子、萬谷 博、遠藤 玉夫
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      第94回日本生化学会大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 構造解析に基づく0-マンノース型糖鎖の生合成機構2021

    • Author(s)
      萬谷 博、今江 理恵子、桑原 直之、田中 智博、露口 正人、水野 真盛、加藤 龍一、遠藤 玉夫
    • Organizer
      第40回日本糖質学会年会
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  • [Presentation] 筋ジストロフィー症に関わる糖転移酵素POMGNT2の基質認識の分子機構2021

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      露口 正人、桑原 直之、萬谷 博、今江 理恵子、田中 智博、水野 真盛、遠藤玉夫、加藤 龍一
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      第44回日本分子生物学会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 筋ジストロフィー症原因遺伝子産物FKRPによるO-マンノース型糖鎖へのリビトールリン酸転移機構2021

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      今江 理恵子、桑原 直之、萬谷 博、加藤 龍一、遠藤 玉夫
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      日本薬学会第141年会
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  • [Presentation] リビトールリン酸転移酵素FKRPによるO-マンノース型糖鎖伸長機構2020

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      今江 理恵子、桑原 直之、萬谷 博、加藤 龍一、遠藤 玉夫
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      第93回日本生化学会大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] O-マンノース型糖鎖の伸長過程におけるFKRPによるリビトールリン酸転移機構2020

    • Author(s)
      今江 理恵子、桑原 直之、萬谷 博、加藤 龍一、遠藤 玉夫
    • Organizer
      第39回日本糖質学会年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] α-ジストログリカン糖鎖合成阻害因子CDP-グリセロールの定量分析2020

    • Author(s)
      今江 理恵子、萬谷 博、津元 裕樹、遠藤 玉夫
    • Organizer
      日本薬学会第140年会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] グリセロールリン酸供与体CDP-グリセロールの哺乳動物における定量分析2019

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      今江 理恵子、萬谷 博、津元 裕樹、石渡 俊行、遠藤 玉夫
    • Organizer
      第38回日本糖質学会年会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 哺乳動物培養細胞および組織におけるCDP-グリセロールの定量分析2019

    • Author(s)
      今江 理恵子、萬谷 博、津元 裕樹、石渡 俊行、遠藤 玉夫
    • Organizer
      第92回日本生化学会大会
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      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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