Carbohydrate recognition mechanisms of galectins and carbohydrate processing enzymes deduced from X-ray structures

• Project/Area Number: 23370054
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Structural biochemistry
• Research Institution: Kagawa University
• Principal Investigator: KAMITORI Shigehiro 香川大学, 総合生命科学研究センター, 教授 (00262246)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): YOSHIDA Hiromi 香川大学, 総合生命科学研究センター, 准教授 (10313305) ; NISHI Nozumu 香川大学, 総合生命科学研究センター, 准教授 (10145047) ; NAKAKITA Shinichi 香川大学, 総合生命科学研究センター, 准教授 (40314356)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): MIYATA Shigeru 中部大学, 応用生物学部, 准教授 (90314913) ; HOJO Hironobu 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (00209214)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥19,760,000 (Direct Cost: ¥15,200,000、Indirect Cost: ¥4,560,000); Fiscal Year 2013: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2012: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2011: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
• Keywords: X線結晶解析 / 糖鎖 / 糖鎖結合タンパク質 / ガレクチン / ヘマグルチニン / エンドライシン / ウェルシュ菌 / ボツリヌス菌 / ペプチドグリカン / Ｘ線結晶解析 / 糖鎖プロセッシング酵素 / グリコシド結合

Research Abstract

Cell surface oligosaccharides are involved in immune responses and bacterial/viral infections, and they are specifically recognized by carbohydrate-binding proteins. X-ray structures of the complexes of carbohydrate-binding proteins with the target oligosaccharides have been determined to elucidate the carbohydrate recognition mechanisms. The results of this research project give new insights into the carbohydrate recognition mechanisms of galectin-8, a hemagglutinin subcomponent of the botulinum neurotoxin, and an endolysin encoded by episomal phage of Clostridium perfringens.

Research Products

• [Journal Article] X-ray structure of a novel endolysin encoded by episomal phage phiSM101 of Clostridium perfringens (2014)
  • Author(s): Tamai, E., Yoshida, H., Sekiya, H., Nariya, H., Miyata, S., Okabe, A., Kuwahara, T., Maki, J. & Kamitori, S
  • Journal Title: Mol. Microbiol Volume: 92 Issue: 2 Pages: 326-337
  • DOI: 10.1111/mmi.12559
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chemoenzymatic synthesis of the immunoglobulin domain of Tim-3 carrying a complex-type N-glycan by using a one-pot ligation. Angew (2013)
  • Author(s): Asahina, Y., Kamitori, S., Takao, T., Nishi, N. & Hojo, H.
  • Journal Title: Chem. Int Volume: 52 Issue: 37 Pages: 9733-9737
  • DOI: 10.1002/anie.201303073
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Self-association of the galectin-9 C-terminal domain via the opposite surface of the sugar-binding site (2013)
  • Author(s): Nonaka, Y., Ogawa, T., Oomizu, S., Nakakita, S., Nishi, N., Kamitori, S., Hirashima, M. & Nakamura, T
  • Journal Title: J. Biochem Volume: 153 Issue: 5 Pages: 463-471
  • DOI: 10.1093/jb/mvt009
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] X-ray structure of a protease-resistant mutant form of human galectin-8 with two carbohydrate recognition domains (2012)
  • Author(s): Yoshida, H., Yamashita, S., Teraoka, M., Itoh, A., Nakakita, S., Nishi, N. & Kamitori, S.
  • Journal Title: FEBS J Volume: 279 Issue: 20 Pages: 3937-3951
  • DOI: 10.1111/j.1742-4658.2012.08753.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Carbohydrate recognition mechanism of HA70 from Clostridium botulinum deduced from X-ray structures in complexes with sialylated oligosaccharides (2012)
  • Author(s): Yamashita, S., Yoshida, H., Uchiyama, N., Nakakita, Y., Nakakita, S., Tonozuka, T., Oguma, K., Nishikawa, A. & Kamitori, S
  • Journal Title: FEBS Lett Volume: 586 Issue: 16 Pages: 2404-2410
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2012.05.055
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Crystal structures of rare disaccharides, α-D-glucopyranosyl β-D-psicofuranoside, and α-D-galactopyranosyl β-D-psicofuranoside (2011)
  • Author(s): Shigehiro Kamitori, et al
  • Journal Title: Carbohydr Res Volume: 346 Issue: 9 Pages: 1182-1185
  • DOI: 10.1016/j.carres.2011.04.003
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ウェルシュ菌ファージ由来エンドライシン(Psm)のX線結晶解析 (2013)
  • Author(s): 神鳥成弘, 吉田裕美, 玉井栄治, 関谷洋志, 牧純
  • Organizer: 平成25年度日本結晶学会年会
  • Place of Presentation: 熊本
• [Presentation] ヒトガレクチン9変異体のX線構造と糖鎖親和性の解析 (2013)
  • Author(s): 寺岡美沙, 吉田裕美, 西望, 中北愼一, 神鳥成弘
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] X-ray structure of a stable protease-resistant glectin-9 with short linker (2013)
  • Author(s): Yoshida, H., Nishi, N., Teraoka, M., Yamashita, S & Kamitori, S
  • Organizer: 38th FEBS Congress
  • Place of Presentation: St. Petersburg (Russia)
• [Presentation] 安定型ヒト由来ガレクチン9変異体のX線結晶構造解析 (2013)
  • Author(s): 吉田裕美, 西望, 寺岡美沙, 山下哲, 神鳥成弘
  • Organizer: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 鳥取
• [Presentation] ファージ由来ウェルシュ菌特異的溶菌酵素Psmの触媒ドメインの結晶構造解析 (2013)
  • Author(s): 吉田裕美, 玉井栄治, 関谷洋志, 牧純, 神鳥成弘
  • Organizer: 2013年度農芸化学会大会
  • Place of Presentation: 仙台
• [Presentation] 安定型ヒト由来ガレクチン9変異体のＸ線結晶構造解析 (2013)
  • Author(s): 吉田裕美，西望，寺岡美沙，山下哲，神鳥成弘
  • Organizer: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 鳥取
• [Presentation] X-ray structure of a stable protease-resistant glectin-9 with short linker. (2013)
  • Author(s): Yoshida, H., Nishi, N., Teraoka, M., Yamashita, S. & Kamitori, S.
  • Organizer: 38th FEBS Congress
  • Place of Presentation: St.Petersburg, Russia
• [Presentation] ウェルシュ菌ファージ由来エンドライシン（Psm）のX線結晶解析 (2013)
  • Author(s): 神鳥 成弘，吉田 裕美，玉井 栄治，関谷 洋志，牧 純
  • Organizer: 平成25年度日本結晶学会年会
  • Place of Presentation: 熊本
• [Presentation] ファージ由来ウェルシュ菌特異的溶菌酵素Psmの触媒ドメインの結晶構造解析 (2013)
  • Author(s): 吉田裕美
  • Organizer: 日本農芸化学会大会2013年度大会
  • Place of Presentation: 東北大学（仙台，宮城）
• [Presentation] ウエルシュ菌特異的溶菌酵素Psmの酵素活性中心の解析 (2012)
  • Author(s): 玉井栄治
  • Organizer: 第85回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール、長崎新聞文化ホール(長崎)
  • Year and Date: 2012-03-29
• [Presentation] サルモネラ菌の接着に関与するβ型外膜蛋白質PagCおよびRckの巻戻しと結晶化 (2012)
  • Author(s): 山下哲, 吉田裕美, 神鳥成弘
  • Organizer: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] X-ray structure analysis of a phage endolysin showing specificity for Clostridium perfringens (2012)
  • Author(s): 吉田裕美, 玉井栄治, 田所隼人, 成谷宏文, 関谷洋志, 岡部昭延, 牧純, 神鳥成弘
  • Organizer: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] X-ray structure analysis of a phage endolysin showing specificity for Clostridium perfringens (2012)
  • Author(s): 吉田裕美
  • Organizer: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（名古屋，愛知）
• [Presentation] サルモネラ菌の接着に関与するβ型外膜蛋白質PagCおよびRckの巻戻しと結晶化 (2012)
  • Author(s): 山下哲
  • Organizer: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（名古屋，愛知）
• [Presentation] ウエルシュ菌特異的溶菌酵素Psmの構造と機能解析 (2011)
  • Author(s): 玉井栄治
  • Organizer: 第64回日本細菌学会中国・四国支部総会
  • Place of Presentation: 岡山大学(岡山)
  • Year and Date: 2011-10-22
• [Presentation] タンデムリピート型ガレクチン9のC末側糖鎖認識ドメインの役割について (2011)
  • Author(s): 野中康宏
  • Organizer: 第84回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都)
  • Year and Date: 2011-09-23
• [Presentation] ヒトガレクチン8N末端糖鎖認識ドメインと3'-sialyl-N-acetyllactosamine複合体のX線結晶解析 (2011)
  • Author(s): 寺岡美沙
  • Organizer: 第84回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都)
  • Year and Date: 2011-09-23
• [Presentation] ボツリヌス菌C型神経毒素複合体におけるヘマグルチニンHA3・糖鎖複合体のX線結晶解析 (2011)
  • Author(s): 山下哲
  • Organizer: 第84回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都)
  • Year and Date: 2011-09-22
• [Presentation] What is real target of galectin-3? (2011)
  • Author(s): Nobumitsu Miyanishi
  • Organizer: XXI International Symposium on Glycoconjugate
  • Place of Presentation: University of Vienna (Vienna, Austria)
  • Year and Date: 2011-08-22
• [Presentation] プロテアーゼ耐性型ヒト由来ガレクチン8/シアリルラクトース/ラクトース複合体のX線結晶解析によるドメイン間の基質親和性の検討 (2011)
  • Author(s): 吉田裕美
  • Organizer: 第11回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: ホテル阪急エキスポパーク(大阪)
  • Year and Date: 2011-06-07
• [Presentation] ボツリヌス菌C型神経毒素複合体におけるヘマグルチニンの糖鎖認識機構の構造研究 (2011)
  • Author(s): 山下哲
  • Organizer: 第11回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: ホテル阪急エキスポパーク(大阪)
  • Year and Date: 2011-06-07
• [Presentation] ボツリヌス菌C型神経毒素複合体におけるヘマグルチニンHA3・糖鎖複合体のX線結晶解析 (2011)
  • Author(s): 山下哲, 吉田裕美, 殿塚隆史, 小熊惠二, 西河淳, 神鳥成弘
  • Organizer: 第84回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] ヒトガレクチン8N末端糖鎖認識ドメインと3'-sialyl-N-acetyllactosamine複合体のX線結晶解析 (2011)
  • Author(s): 寺岡美沙, 吉田裕美, 山下哲, 西望, 神鳥成弘
  • Organizer: 第84回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] プロテアーゼ耐性型ヒト由来ガレクチン8/シアリルラクトース/ラクトース複合体のX線結晶解析によるドメイン間の基質親和性の検討 (2011)
  • Author(s): 吉田裕美, 西望, 寺岡美沙, 山下哲, 中北愼一, 神鳥成弘
  • Organizer: 第11回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] ボツリヌス菌C型神経毒素複合体におけるヘマグルチニンの糖鎖認識機構の構造研究 (2011)
  • Author(s): 山下哲, 吉田裕美, 殿塚隆史, 小熊惠二, 西川淳, 神鳥成弘
  • Organizer: 第11回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Remarks]
  • URL: http://www.med.kagawa-u.ac.jp/~xraylab/report/kaken/
• [Remarks] 科学研究費補助金報告書（神鳥・吉田）
  • URL: http://www.kms.ac.jp/~xraylab/report/kaken/index.htm
• [Remarks] 科学研究費補助金報告書（神鳥・吉田）
  • URL: http://www.med.kagawa-u.ac.jp/~xraylab/report/kaken/
• [Remarks]
  • URL: http://www.med.kagawa-u.ac.jp/~xraylab/report/kaken/