マウス細胞モデルを用いた新規硫酸基転移酵素の機能の解析

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16770087
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 安形 高志 独立行政法人産業技術総合研究所, 糖鎖工学研究センター, 研究員 (40371017)
• Keywords: 硫酸転移酵素 / 培養細胞 / マウス

Research Abstract

糖鎖の硫酸化は、接着分子や増殖因子との相互作用など、生理活性の制御に重要である。我々は糖を基質とする硫酸基転移酵素と予想される2種の新規分子を発見した。これらは既知の硫酸基転移酵素群とは独立の群を成し、異なる基質特異性を有すると予想される。
本研究ではこれら硫酸基転移酵素の基質の検索、並びにこれらが関与する現象(細胞増殖・分化・細胞死など)の細胞モデルを用いた評価系の構築を目指した。
1.新規硫酸基転移酵素により硫酸化される内在性基質の検索
まず基質の基本構造を解析するため、新規硫酸基転移酵素のリコンビナントタンパク質を用いて、放射性同位体ラベルしたドナー基質([35S]PAPS)から各種の精製糖タンパク質及び糖鎖に硫酸基を導入した。この結果、基質の基本構造はN-結合型糖鎖であるが、要求される構造はより厳密に規定されている事が示唆された。
次いで、これら遺伝子が高発現するマウス小脳のホモジネートに同様の方法で[35S]硫酸を導入し、アクセプターとなった糖タンパク質をSDS-PAGEで解析した。オートラジオグラムのパターンから、内在性の基質がグリコサミノグリカンないしムチン様の糖タンパク質である事が示唆された。
2.細胞モデルにおける新規硫酸基転移酵素遺伝子の機能の解析
(A)モデル細胞の検索
上記硫酸基転移酵素2種を発現する細胞を検索したところ、一方についてマウス神経芽細胞腫において有意の発現を認めた。この細胞は機能解析のためのモデル細胞として有望である。
(B)新規硫酸基転移酵素が細胞の増殖・分化・細胞死などに及ぼす影響の解析
上記細胞にレチノイン酸を用いた分化誘導などの刺激を与えて硫酸基転移酵素遺伝子の発現変動を解析した。これにより細胞の増殖・分化と新規硫酸基転移酵素発現の相関を調べ、酵素の高次機能を解明するための基礎データを得た。