2003 Fiscal Year Annual Research Report

ヘパラン硫酸糖鎖を基盤としたがん治療薬の開発

Research Project

Project/Area Number	12557214
Research Institution	KOBE PHARMACEUTICAL UNIVERSITY
Principal Investigator	菅原一幸神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (60154449)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	三上雅久神戸薬科大学, 薬学部, 助手 (20330425) 山田修平神戸薬科大学, 薬学部, 講師 (70240017) 北川裕之神戸薬科大学, 薬学部, 助教授 (40221915) 中島元夫ノバルティスファーマ(株), 筑波研究所・研究本部, 主席研究員野水基義北海道大学, 大学院・地球環境科学研究科, 助教授 (00311522)
Keywords	ヘパラン硫酸 / コンドロイチン硫酸 / X線結晶構造解析 / アミロイド前駆体タンパク質 / ガン抑制遺伝子 / 増殖因子 / 糖転移酵素 / EXT
Research Abstract	ヒトのガン抑制遺伝子EXTファミリーの5つのメンバーの一つEXTL2はヘパラン硫酸(HS)の生合成に関わり、コアタンパク質との結合領域四糖に最初のα-GlcNAcを転移する酵素をコードする。α-GalNAcも転移するので、糖鎖伸長停止機構にも関与している可能性もある酵素である。そのマウスホモログの細胞内ドメインと膜貫通ドメインを除いた細胞外ドメインを可溶性タンパク質として大腸菌で発現させ、酵素活性を確認し、結晶化し、X線結晶構造解析に成功した。その結果、触媒ドメインに存在する3つの重要なアミノ酸残基を同定し、.酵素反応機構が明らかなった。EXTファミリーメンバーでの始めての結晶構造解析であり、他のファミリーメンバーの反応機構の解明にも貢献するはずである。 FXTファミリーメンバーEXT1とEXT2はともにHSの二糖繰り返し領域にGlcNAcおよびGlcAを転移し伸長反応できるが、単糖しか転移できず、これまで重合化反応は成功していなかった。今回、両酵素の遺伝子をCOS-1細胞で同時に発現させて精製し、結合領域四糖構造をもつトロンボモジュリンおよびグリピカンのコアタンパク質、あるいはGlcA-Gal-人工アグリコンを受容体基質として、分子量200kDa (1,000糖残基)を越える高分子重合ヘパランの合成に始めて成功した。コンドロイチン硫酸プロテオグリカン(CS-PG)であるアミロイド前駆体タンパク質アピカンの組み換えタンパク質をラットC6グリオーマ細胞で発現させたところ、CS鎖にはいわゆるE二糖単位が14%も含まれ、ヘパリン結合性増殖因子であるミッドカインとプライオトロフィンに特異的に結合した。一方、ヒトニューロブラストーマ細胞SH-SY5Yで発現させた場合には、E二糖単位は皆無で、増殖因子との結合も見られなかったので、増殖因子との結合にE二糖単位が必須と考えられた。

Research Products
(4 results)

All Other

All Publications (4 results)

[Publications] Lars C.Pedersen: "Crystal structure of an α1,4-N-acetylhexosaminyltransferase (EXTL2),a member of the exostosin gene family involved in heparan sulfate biosynthesis."J.Biol.Chem.. 278(16). 14420-14428 (2003)
[Publications] 金炳澤: "In Vitro Heparan Sulfate Polymerization ; CRUCIAL ROLES OF CORE PROTEIN MOIETIES OF PRIMER SUBSTRATES IN ADDITION TO THE EXT1-EXT2 INTERACTION"J.Biol.Chem.. 278(43). 41618-41623 (2003)
[Publications] 梅原裕子: "Specific interaction of neuroregulatory factors with chondroitin sulfate chain of appican, the proteoglycan form of the amyloid precursor protein."FEBS Lett.. 557(1-3). 233-238 (2004)
[Publications] 村松喬: "Methods in Enzymol.(vol.363,pp.365-376)"Academic Press, New York. 625 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

ヘパラン硫酸糖鎖を基盤としたがん治療薬の開発

Principal Investigator

菅原 一幸 神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (60154449)

Research Products

[Publications] Lars C.Pedersen: "Crystal structure of an α1,4-N-acetylhexosaminyltransferase (EXTL2),a member of the exostosin gene family involved in heparan sulfate biosynthesis."J.Biol.Chem.. 278(16). 14420-14428 (2003)

[Publications] 金 炳澤: "In Vitro Heparan Sulfate Polymerization ; CRUCIAL ROLES OF CORE PROTEIN MOIETIES OF PRIMER SUBSTRATES IN ADDITION TO THE EXT1-EXT2 INTERACTION"J.Biol.Chem.. 278(43). 41618-41623 (2003)

[Publications] 梅原 裕子: "Specific interaction of neuroregulatory factors with chondroitin sulfate chain of appican, the proteoglycan form of the amyloid precursor protein."FEBS Lett.. 557(1-3). 233-238 (2004)

[Publications] 村松 喬: "Methods in Enzymol.(vol.363,pp.365-376)"Academic Press, New York. 625 (2003)

菅原一幸神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (60154449)

[Publications] 金炳澤: "In Vitro Heparan Sulfate Polymerization ; CRUCIAL ROLES OF CORE PROTEIN MOIETIES OF PRIMER SUBSTRATES IN ADDITION TO THE EXT1-EXT2 INTERACTION"J.Biol.Chem.. 278(43). 41618-41623 (2003)

[Publications] 梅原裕子: "Specific interaction of neuroregulatory factors with chondroitin sulfate chain of appican, the proteoglycan form of the amyloid precursor protein."FEBS Lett.. 557(1-3). 233-238 (2004)

[Publications] 村松喬: "Methods in Enzymol.(vol.363,pp.365-376)"Academic Press, New York. 625 (2003)