2003 Fiscal Year Annual Research Report

グリコサミノグリカン糖鎖合成のシナリオ

Research Project

Project/Area Number	14082207
Research Institution	Kobe Pharmaceutical University
Principal Investigator	菅原一幸神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (60154449)
Keywords	コンドロイチン硫酸 / コンドロイチン合成酵素 / ヘパラン硫酸 / 細胞分裂 / chondroitin polymerizing factor / 糖転位酵素 / ガン抑制遺伝子 / EXT
Research Abstract	ヒトガン抑制遺伝子EXTファミリーメンバーの一つ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。そのマウスホモログの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、EXTファミリーで始めてX線結晶構造解析に成功し、触媒ドメインの3つのアミノ酸を同定し、酵素反応機構を解明した。 EXT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。ヒトのコンドロイチン合成酵素のホモログを見い出し、cDNAをクローニングし、コンドロイチン合成酵素cDNAと共発現させ精製したものを酵素原、トロンボモジュリンやGlcA-Gal-人工アグリコンを受容体基質として、高分子コンドロイチンの重合化に成功した。このタンパク質をchondroitin polymerizing factorと名づけた。線虫のゲノムデータベースにコンドロイチン合成酵素のオルソログを見出し、cDNAをクローニングし、GaINAcとGIcAの転移活性を確認し、二本鎖RNAを用いてRNAiを行ったところ、コンドロイチンの合成の阻害とともに細胞質分裂の阻害と細胞分裂の逆転現象を認めた。正常な培養線虫細胞をコンドロイチナーゼで処理して細胞表面のコンドロイチンを除去しても同様の現象を認め、コンドロイチンが細胞分裂に必須の分子であることを始めて示した。

Research Products
(5 results)

All Other

All Publications (5 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] 水口惣平: "Chondroitin proteoglycans are involved in cell division of Caenorhabditis elegans."Nature. 423(6938). 443-448 (2003)
[Publications] 北川裕之: "Molecular cloning of a chondroitin polymerizing factor that cooperates with chondroitin synthase for chondroitin polymerization."J.Biol.Chem.. 278(26). 23666-23671 (2003)
[Publications] 菅原一幸: "Recent advances in the structural biology of chondroitin sulfate and dermatan sulfate."Curr.Opin.Struct.Biol.. 13(5). 612-620 (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)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

グリコサミノグリカン糖鎖合成のシナリオ

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] 水口 惣平: "Chondroitin proteoglycans are involved in cell division of Caenorhabditis elegans."Nature. 423(6938). 443-448 (2003)

[Publications] 北川 裕之: "Molecular cloning of a chondroitin polymerizing factor that cooperates with chondroitin synthase for chondroitin polymerization."J.Biol.Chem.. 278(26). 23666-23671 (2003)

[Publications] 菅原 一幸: "Recent advances in the structural biology of chondroitin sulfate and dermatan sulfate."Curr.Opin.Struct.Biol.. 13(5). 612-620 (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)

菅原一幸神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (60154449)

[Publications] 水口惣平: "Chondroitin proteoglycans are involved in cell division of Caenorhabditis elegans."Nature. 423(6938). 443-448 (2003)

[Publications] 北川裕之: "Molecular cloning of a chondroitin polymerizing factor that cooperates with chondroitin synthase for chondroitin polymerization."J.Biol.Chem.. 278(26). 23666-23671 (2003)

[Publications] 菅原一幸: "Recent advances in the structural biology of chondroitin sulfate and dermatan sulfate."Curr.Opin.Struct.Biol.. 13(5). 612-620 (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)