2017 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanism of sugar chain elongation catalyzed by muscular dystrophy cause gene product LARGE
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15K07935
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
矢木 宏和 名古屋市立大学, 大学院薬学研究科, 講師 (70565423)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | LARGE / K4CP / 糖鎖伸長 / 高速AFM |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、2つの糖転移ドメインを有する糖転移酵素（LARGEおよびK4CP）の糖鎖伸長機構の解明を目指すものである。昨年度までに、超分子質量分析（nMS）およびX線小角散乱（SAXS）を利用した解析により、K4CPは溶液中では2量体を形成していることが予想された。本年度は、K4CPの会合状態の濃度依存性を超遠心分析を利用して調べたところ、nMSやSAXSの測定濃度領域である0.2mg/mL以上の濃度では2量体として存在しているが、0.05mg/mLの領域では単量体として存在していた。単量体として存在していた濃度は、高速AFMによってK4CPに由来する2輝点が近接している像が観測された濃度であり、1つの輝点が1つのドメインであることが明らかになった。このような濃度依存的な2量体形成の傾向は筋ジストロフィーの原因遺伝子産物であるLARGEにも認められ、高速AFMによる観測においても、2つの輝点が揺動している様子を捉えることができた。さらに基質を加えることで、時間の経過とともに糖鎖が伸延する様子が確認され、LARGEによる糖鎖合成の過程を捉えることができた。
また、全反射蛍光顕微鏡による1分子蛍光共鳴エネルギー移動（FRET）の計測を行うことで、K４CPの糖鎖伸長過程を捉えることを試みた。その結果、高濃度のK4CP-Alexa647をガラス基板へ吸着させ、糖基質CH4-Cy3を結合させる条件でFRETを検出することに成功した。さらに、K4CP-Alexa647に糖基質CH4-Cy3を加え、UDP-GalNacとUDP-GlcAを加えると、段階的にFRET効率が減少する分子が捉えられた。これは、K4CP-Alexa647へCH4-Cy3が結合しFRETを起こし、糖鎖が伸長することで、K4CP-Alexa647とCH4-Cy3が離れ、FRET効率が下がったものと考えられる。
以上より、2つの糖転移ドメインを有する糖転移酵素は、各ドメインの配向を柔軟に変化させることにより、ドメイン間で基質糖鎖を受け渡し、糖鎖のリピート構造の伸長を効率的に行っているものと考えられる。
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[Journal Article] Site-specific N-glycosylation analysis of soluble Fcγ receptor IIIb in human serum2018
Author(s)
Yagi, H., Takakura, D., Roumenina, L.T., Fridman, W.H., Sautes-Fridman, C., Kawasaki, N., Kato, K.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 8(1)
Pages: art. no. 2719
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Lewis X-Carrying Neoglycolipids Evoke Selective Apoptosis in Neural Stem Cells2018
Author(s)
Yagi, H., Yan, G., Suzuki, T., Tsuge, S., Yamaguchi, T., Kato, K.
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Journal Title
Neurochemical Research
Volume: 43(1)
Pages: 212-218
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] 3D structural analysis of protein O-mannosyl kinase, POMK, a causative gene product of dystroglycanopathy2017
Author(s)
Nagae, M., Mishra, S.K., Neyazaki, M., Oi, R., Ikeda, A., Matsugaki, N., Akashi, S., Manya, H., Mizuno, M., Yagi, H., Kato, K., Senda, T., Endo, T., Nogi, T., Yamaguchi, Y.
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Journal Title
Genes to Cells
Volume: 22(4)
Pages: 348-359
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Alteration of a recombinant protein N-glycan structure in silkworms by partial suppression of N-acetylglucosaminidase gene expression2017
Author(s)
Kato, T., Kikuta, K., Kanematsu, A., Kondo, S., Yagi, H., Kato, K., Park, E.Y.
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Journal Title
Biotechnology Letters
Volume: 39(9)
Pages: 1299-1308
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] NMR detection of semi-specific antibody interactions in serum environments2017
Author(s)
Yanaka, S., Yamazaki, T., Yogo, R., Noda, M., Uchiyama, S., Yagi, H., Kato, K.
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Journal Title
Molecules
Volume: 22(10)
Pages: art. no. 1619
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Characterization of conformational deformation-coupled interaction between immunoglobulin G1 Fc glycoprotein and a low-affinity Fcγ receptor by deuteration-assisted small-angle neutron scattering2017
Author(s)
Yogo, R., Yanaka, S., Yagi, H., Martel, A., Porcar, L., Ueki, Y., Inoue, R., Sato, N., Sugiyama, M., Kato, K.
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Journal Title
Biochemistry and Biophysics Reports
Volume: 12
Pages: 1-4
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Conformational effects of N-glycan core fucosylation of immunoglobulin G Fc region on its interaction with Fcγ receptor IIIa2017
Author(s)
Sakae, Y., Satoh, T., Yagi, H., Yanaka, S., Yamaguchi, T., Isoda, Y., Iida, S., Okamoto, Y., Kato, K.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 7(1)
Pages: art. no. 13780
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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