糖鎖高次認識糖鎖による細胞機能制御

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09240104
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 山形 達也 東京工業大学, 生命理工学部, 客員教授 (10251654)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 畑中 研一 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (70167584) ; 鈴木 康夫 静岡県立大学, 薬学部, 教授 (00046278) ; 古川 清 東京都老人総合研究所, 室長 (10190133) ; 大平 敦彦 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 周生期学, 周生期学部長(研究職 (20101074) ; 古賀 大三 山口大学, 農学部, 教授 (30091185)
• Keywords: 糖脂質 / ガングリオシド / 糖タンパク質 / プロテオグリカン / 糖転移酵素 / エリシター / キチナーゼ / 酸性多糖

Research Abstract

「糖鎖が何故重要なのか、どのようなメカニズムで生体の機能に関わっているのか」という質問に対して、様々な攻め口から答えを見い出すことが第4班の目的である。
糖鎖によるタンパク質機能調節機構を調べる事を目指し、ガングリオシド結合性を指標としてガングリオシド結合性ファージを濃縮したところ、最多の頻度で出現する5クローンにおいて、2カ所の共通配列が見いだされた。
糖タンパク質糖鎖のN-アセチルグルコサミン転移酵素Iの遺伝子を不活化したマウスは致死であるが、これは末端にβ-GlcNAcをもつ糖鎖が存在すること、マウスの個体発生胎生期では全ての組織細胞表面に存在するこの糖鎖は生後個体の成長が進むと脳組織や血管系に局在することを見いだした。
脳の神経回路網の形成機構を、プロテオグリカンを中心とした分子間相互作用という観点から解明することを目指した研究では、これまで不明な点が多かった脳のコンドロイチン硫酸についても、所々に特殊な糖鎖配列を持つ機能ドメインが存在する可能性を明らかにした。
インフルエンザウイルスは宿主が持つシアル酸結合様式を認識して結合するものが選択されやすく、これがくり返されることによりウイルスの宿主域変異が起こること、しかも、ヘマグルチニン分子の受容体結合ポケット内にあるただ1つのアミノ酸によってシアル酸の結合様式に対する認識が制御されていることを見いだした。
酸性多糖が線維芽細胞増殖因子の細胞増殖活性を増強することだけでなく、細胞増殖増強効果は、ある種のポリアニオンにもこの効果が存在することも明らかとなった。
キチナーゼの中には病原菌によりエリシター特異的に誘導されるアイソザイムがみられ、誘導はオリゴ糖の鎖長に依存し、キチン・キトサンの最も長い6糖が共に誘導活性が高かった。また、キトサンでは1糖でもその活性を有し、キチンとキトサンでは植物による認識が異なることが推察された。

Research Products

• [Publications] Kaneda,K., Masuzawa,T., Yasugami,K., Suzuki,T., Suzuki,Y., Yanagihara,Y.: "Glycosphingolipid-binding protein of Borrelia burgdorfewri Sensu Lato." Infection and Immunitg. 65. 3180-3185 (1997)
• [Publications] Higashi,H., Suzuki,Y., Mukaida,N., Takahashi N., Miyamoto,D., Matsusima,K.: "Intervention in endotoxin shock by sulfatide (I3SO3-GaICer) with a concominant reduction in tumor necrosisfactor alpha production." Infection and Immunity. 65. 1223-1227 (1997)
• [Publications] Ikami,T., Tomiya,N., Morimoto,T., Iwata,N., Jomori,T., Usui,T., Suzuki,Y., Tanaka,H., Miyamoto,D., Ishida,H., Hasegawa.A., Kiso,M.: "Synthesis and biological activity of the novelsulfated and phosphorylated bivalent β-D-galactopyranosides containing fatty acid-alkyl residues." Chem. Pharm. Bull.45. 1726-1728 (1997)
• [Publications] Ding,Z., Kawashima,H., Suzuki,Y., Suzuki,T., Ward,P.A., Miyasaka,M,A.: "Sulfatide receptor distinct from L-selectin is involved inlymphocyte activation." FEBS Lett.418. 310-314 (1997)
• [Publications] K,Hatanaka, H,Takeshige, K,-I,Kanno, A,Maruyama, J.Oishi, Y.Kajihara, and H.Hashimoto.: "New Polymeric Inhibitor of Galactosyl Transferase" J. Carbohydr. Chem.16. 667-672 (1997)
• [Publications] K.I.Kanno, T.Minamisawa, and K.Hatanaka: "Synthesis of Glycosaminoglycan-like Copolysaccharide Derivative" Poym. J.29. 773-774 (1997)
• [Publications] N.Ota, K.Hirano, M.Warashina, A.Andrus, B.Mulah, K.Hatanaka, and K.Taira: "Structural Analysis of Nucleic Acids by Using Fluorescence Resonance Energy Trabsfer(FRET)" Nucelic Acids Symposium Series. 37. 207-208 (1997)
• [Publications] M. Kunou and K. Hatanaka.: "The Effect of Growth Factors on the Cytotoxicity of Sulphated Polysaccharides" Carbohydr. Polym.(in press). (1997)
• [Publications] 畑中研一、 太田早苗、 門倉健、 粕谷マリア: "分枝多糖誘導体の精密合成" 高分子論文集. 54. 947-950 (1997)
• [Publications] A.Kai, H.Karasawa, M.Kikawa, K.Hatanaka, K.Matsuzaki, T.Mimura, and Y.Kaneko.: "Biosynthesis of 13C-Labeled Polysaccharides by Pestalotiopsis form 13C-Labeled Glucose and the Mechanism of Formation" Carbohydr. Polym.(in Press). (1997)
• [Publications] Daizo Koga, Yuji Sasaki, Youichiro Uchiumi, Nobuya Hirai, Yasuyuki Arakane and Yasunori Nagamatsu: "Purification and characterization of Bombyx mori chitinases." Insect Biochemistry and Molecular Bology. 27. 759-767 (1997)
• [Publications] Kenichi HATANAKA: "Polymer Yearbook 14" harwood academic publishers Biopolymers, 207-212 (1997)
• [Publications] 畑中研一、 西村紳一郎、 大内辰郎、 小林一清: "糖質の科学と工学" 講談社サイエンティフィク, 分担 (1997)
• [Publications] Daizo Koga: "Insect Ecdysis and Chitinolytic Enzymes, Chitin and Chitosan." AIT Press, Bangkok Thailand, 228-235 (1997)