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Functional analysis of sialylation on sorting zones of membrane glycoproteins

Publicly Offered Research

Project AreaToward an integrative understanding of functional zones in organelles
Project/Area Number 20H04909
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionTohoku Medical and Pharmaceutical University

Principal Investigator

顧 建国  東北医科薬科大学, 薬学部, 教授 (40260369)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywords糖鎖修飾 / インテグリン / N-型糖鎖 / focal adhesion kinase / シアル酸選別輸送ゾーン / 糖鎖 / 膜受容体 / 選別輸送ゾーン / シアル酸
Outline of Research at the Start

本研究は、α3β1、α5β1やEGFRなど膜受容体のシアリル化によるそれら分子の輸送経路、分子間複合体の形成および細胞内シグナル伝達の制御とその分子機構の解明を目指す。
1) 異なるシアリル化において、それらの膜受容体のゴルジ体から細胞膜への輸送経路、時空間的な挙動、局在、分子間複合体形成の違い; 2) α3β1に注目して細胞-細胞間と細胞-ECM間への輸送に関わるシアル酸転移酵素、重要な糖鎖構造及びその輸送の仕組; 3) それぞれの膜受容体の選別輸送ゾーンにおけるシアル酸転移酵素を介する分子間複合体形成とその特異性の分子機構、を解析する。

Outline of Annual Research Achievements

糖タンパク質は小胞体やゴルジ体のオルガネラにおいて糖鎖で修飾され、適切な場所に運ばれ機能するとよく知られているが、その詳細な分子機序は必ずしも明らかになっていない。その大きな一因は、糖タンパク質ごとに付加されている糖鎖、または付加部位ごとの糖鎖構造の違いによるものと考えられる。これまでに、私達は、N-型糖鎖に主に働く三つのα2,3シアル酸転移酵素(ST3Gal3、ST3Gal4とST3Gal6)は、それぞれ異なる膜受容体を特異的に修飾することを明らかにした。即ち、インテグリンβ1のα2,3シアリル化はST3GAL4、EGFRのα2,3シアリル化はST3GAL6によって修飾されることが判明された 。また、トランスゴルジネットワーク(TGN)に多く存在するPI4KIIαはβ1と共局在し特異的に相互作用することよってシアリル化が増加するとの新規なシアリル化制御機構を発見した。最近、我々は、インテグリンのシグナルを司る細胞内Focal adhesion kinase(FAK)がN-型糖鎖のシアリル化と深く関わることを見出した。FAKのノックアウト(FAK-KO)細胞ではシアリル化が低下するが、FAK-KO細胞にFAK遺伝子を導入するとシアリル化が上昇した。現在、PI4KIIαの機能発現や、GOLPH3とシアル酸転移酵素間の複合体形成におけるFAKの役割を調べている。一方、メディアルゴルジ体に存在するGnT-IVがUDP-GlcNAc輸送体SLC35A3と選択的に相互作用し、β1,4 GlcNAc分岐型N-型糖鎖を制御する新たな分子機序を見出した。今後、糖転移酵素による標的分子修飾の特異性とその仕組み、および膜受容体選別輸送ゾーンの特異性とその制御機構の解明を目指す。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] 南通大学/大連医科大学(中国)

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    • Author(s)
      Song, W., Isaji, T., Nakano, M., Liang C., Fukuda, T.and Gu, J.
    • Journal Title

      FASEB J.

      Volume: 36 Issue: 2 Pages: 210-210

    • DOI

      10.1096/fj.202101520r

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    • Author(s)
      Caixia Liang, Tomohiko Fukuda, Tomoya Isaji, Chengwei Duan, Wanli Song, Yuqin Wang, Jianguo Gu
    • Journal Title

      Biochimica et biophysica acta. General subjects

      Volume: 1865 Issue: 6 Pages: 129870-129870

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2021.129870

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    • Author(s)
      Nianzhu Zhang, Ming Li, Xing Xu, Yingshu Zhang, Yancheng Liu, Meng Zhao, Peng Li, Jun Chen, Tomohiko Fukuda, Jianguo Gu, Xun Jin, Wenzhe Li.
    • Journal Title

      European journal of immunology

      Volume: 50 Issue: 11 Pages: 1820-1833

    • DOI

      10.1002/eji.202048543

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      Yuhan Sun, Zhi Li, Wei Liang, Yanlong Zhang, Wanli Song, Jiazhe Song, Kai Xue, Meiling Wang, Wenying Sun, Jianguo Gu, Ming Li, Wenzhe Li
    • Journal Title

      Scientific reports

      Volume: 10 Issue: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-020-71137-0

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  • [Journal Article] Core Fucosylation of Intestinal Epithelial Cells Protects Against Salmonella Typhi Infection via Up-Regulating the Biological Antagonism of Intestinal Microbiota.2020

    • Author(s)
      Sijia Hao, Qingjie Fan, Yaqiang Bai, Hui Fang, Jiaorui Zhou, Tomohiko Fukuda, Jianguo Gu, Ming Li, Wenzhe Li.
    • Journal Title

      Frontiers in microbiology

      Volume: 11

    • DOI

      10.3389/fmicb.2020.01097

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  • [Journal Article] Loss of core fucosylation suppressed the humoral immune response in Salmonella typhimurium infected mice.2020

    • Author(s)
      Danish Zahid, Nianzhu Zhang, Hui Fang, Jianguo Gu, Ming Li, Wenzhe Li.
    • Journal Title

      J Microbiol Immunol Infect.

      Volume: 20 Issue: 4 Pages: 30034-7

    • DOI

      10.1016/j.jmii.2020.02.006

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      顧 建国
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      宋 万里, 伊左治 知弥, 中の 三弥子, 福田 友彦, 黒田 喜幸, 顧 建国
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      第15回東北糖鎖研究会
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      宋 万里, 伊左治 知弥, 中の 三弥子, 福田 友彦, 黒田 喜幸, 顧 建国
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      第40回日本糖質学会年会
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      伊左治 知弥, 大山 嘉順, 孫 玉涵, 福田 友彦, 黒田 喜幸, 顧 建国
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      第94回日本生化学会
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      宋 万里, 伊左治 知弥, 中の 三弥子, 福田 友彦, 黒田 喜幸, 顧 建国
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      第94回日本生化学会
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      Jianguo Gu
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      2021年武漢大学国際糖免疫探討会
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    • Int'l Joint Research / Invited
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    • Author(s)
      顧建国, 福田友彦, 伊左治知弥
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      Chengwei Duan, Tomohiko Fukuda, Tomoya Isaji, Shinichiro Takahashia and Jianguo Gu
    • Organizer
      12th International Symposium on Glycosyltransferases
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    • Int'l Joint Research
  • [Book] Comprehensive Glycoscience2021

    • Author(s)
      Gu, J.
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      Elsevier社
    • ISBN
      9780128194751
    • Related Report
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  • [Remarks] 東北医科薬科大学 分子生体膜研究所 細胞制御学教室

    • URL

      https://www.tohoku-mpu.ac.jp/laboratory/drg/index.html

    • Related Report
      2021 Annual Research Report 2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2022-12-28  

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