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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Structural analysis of N-acetylglucosaminyltransferase II, an enzyme essential for complex-type N-glycan biosynthesis

Research Project

Project/Area Number 16H06847
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

宮崎 剛亜  静岡大学, グリーン科学技術研究所, 助教 (30775721)

Project Period (FY) 2016-08-26 – 2018-03-31
KeywordsN結合型糖鎖 / 糖転移酵素 / 複合型糖鎖 / カイコ
Outline of Annual Research Achievements

本年度はヒトおよびカイコ由来N-アセチルグルコサミン転移酵素II(GnTII)の構造機能相関を目的とし、大量発現および精製方法の検討、また酵素学的諸性質の解析、X線結晶構造解析のため結晶化条件の検討を行った。
1)ヒトGnTIIについては、N末端またはC末端側にHisタグおよびFLAGタグを付加し、N末端側領域を数段階欠損させた変異体を構築し、カイコ-Bombyx mori nucleopolyhedrovirus(BmNPV) バクミド発現系により可溶性タンパク質として発現させた。2段階のアフィニティークロマトグラフィーにより、カイコ幼虫の体液から簡便に精製することができた。この系により、カイコ幼虫数十頭の体液からミリグラムオーダーで精製タンパク質を得ることが可能になったが、有望な結晶は得られなかった。ヒトGnTIIに付加している糖鎖を切断し活性を測定したところ、切断前と比較して至適温度、pH、温度安定性に顕著な差が見られなかったことから、糖鎖は酵素活性や安定性に重要でないことが明らかになった。
2)カイコGnTIIも同様にカイコ-BmNPVバクミド発現系により、体液に分泌発現させ、ポリエチレングリコール沈澱と1段階のアフィニティークロマトグラフィーにより単一に精製した。本酵素の基質特異性はヒトGnTIIと同様に厳密であり、温度依存性、pH依存性、金属イオン依存性はいずれもヒトGnTIIや他のオルソログと類似していた。カイコGnTIIはヒトGnTIIより多くのN結合型糖鎖が付加しているが、糖鎖の有無は酵素活性に影響しないことがわかった。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (12 results)

All 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Heterologous expression, purification and characterization of human β-1,2-N-acetylglucosaminyltransferase II using a silkworm-BmNPV bacmid system.2018

    • Author(s)
      Takatsugu Miyazaki, Tatsuya Kato, and Enoch Y. Park
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2018.01.011

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Paenibacillus sp. 598K 6-α-glucosyltransferase is essential for cycloisomaltooligosaccharide synthesis from α-(1→4)-glucan.2017

    • Author(s)
      Hitomi Ichinose, Ryuichiro Suzuki, Takatsugu Miyazaki, Keitarou Kimura, Mitsuru Momma, Nobuhiro Suzuki, Zui Fujimoto, Atsuo Kimura, Kazumi Funane
    • Journal Title

      Applied Microbiology and Biotechnology

      Volume: 101 Pages: 4115-4128

    • DOI

      10.1007/s00253-017-8174-z

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] N-Glycan modification of a recombinant protein via coexpression of human glycosyltransferases in silkworm pupae.2017

    • Author(s)
      Tatsuya Kato, Natsumi Kako, Kotaro Kikuta, Takatsugu Miyazaki, Sachiko Kondo, Hirokazu Yagi, Koichi Kato, and Enoch Y. Park
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Pages: 1409

    • DOI

      10.1038/s41598-017-01630-6

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Insulin-like peptide 3 expressed in the silkworm possesses intrinsic disulfide bonds and full biological activity.2017

    • Author(s)
      Takatsugu Miyazaki, Masaaki Ishizaki, Hideo Dohra, Sungjo Park, Andre Terzic, Tatsuya Kato, Tetsuya Kohsaka, and Enoch Y. Park
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Pages: 17339

    • DOI

      10.1038/s41598-017-17707-1

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 哺乳類内在性色素結合型シアノバクテリオクロムの分子機構2018

    • Author(s)
      伏見 圭司, 宮崎 剛亜, 山本 達郎, 竹田 百花, 桑崎 勇人, 中嶋 隆浩, 榎本 元, 池内 昌彦, 朴 龍洙, 佐藤 守俊, 成川 礼
    • Organizer
      日本農芸化学会2018年度大会
  • [Presentation] カイコーバクミド遺伝子発現系を用いた熱帯熱マラリア原虫に対するワクチン開発の基盤構築2018

    • Author(s)
      稲垣 裕, 林谷 美貴子, 宮崎 剛亜, デオ ヴィピン クマル, Murhandarwati Elsa Heridiana, 加藤 竜也, 朴 龍洙
    • Organizer
      日本農芸化学会2018年度大会
  • [Presentation] N結合型糖鎖プロセシング酵素と相同性を有する細菌由来酵素の構造と機能2018

    • Author(s)
      宮崎 剛亜
    • Organizer
      第19回 静岡ライフサイエンスシンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] カイコ‐BmNPVバクミド発現系を用いたN-アセチルグルコサミン転移酵素IIの発現と性質の解析2017

    • Author(s)
      宮崎 剛亜, 加藤 竜也, 朴 龍洙
    • Organizer
      第69回日本生物工学会大会
  • [Presentation] カイコで発現させたヒトエリスロポエチンの糖転移酵素共発現によるN型糖鎖構造改変2017

    • Author(s)
      堀場 早紀, 加子 夏未, 宮崎 剛亜, 加藤 竜也, 近藤 幸子, 矢木 宏和, 加藤 晃一, 朴 龍洙
    • Organizer
      第69回日本生物工学会大会
  • [Presentation] カイコ由来N-acetylgalactosaminyltransferaseの基質特異性2017

    • Author(s)
      宮下 龍之介, 宮崎 剛亜, 加藤 竜也, 朴 龍洙
    • Organizer
      第69回日本生物工学会大会
  • [Presentation] カイコ‐BmNPVバクミド発現系を用いた熱帯熱マラリア原虫抗原提示ウイルス様粒子の作製2017

    • Author(s)
      稲垣 裕, 朴 龍洙, 加藤 竜也, 宮崎 剛亜, Deo Vipin Kumar
    • Organizer
      第69回日本生物工学会大会
  • [Presentation] 哺乳類内在色素結合型シアノバクテリオクロムを基盤とした汎用的光遺伝学ツールの開発2017

    • Author(s)
      伏見 圭司, 竹田 百花, 山本 達郎, 宮崎 剛亜, 桑崎 勇人, 中嶋 隆浩, 榎本 元, 池内 昌彦, 朴 龍洙, 佐藤 守俊, 成川 礼
    • Organizer
      藍藻の分子生物学2017

URL: 

Published: 2018-12-17  

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