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2021 Fiscal Year Annual Research Report

O-マンノース型糖鎖の構造多様性とその決定機構の解明

Research Project

Project/Area Number 17H03987
Research InstitutionTokyo Metropolitan Geriatric Hospital and Institute of Gerontology

Principal Investigator

萬谷 博  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究副部長 (20321870)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2022-03-31
Keywords糖鎖 / 神経疾患 / 筋疾患 / O-マンノース型糖鎖
Outline of Annual Research Achievements

O-マンノース型糖鎖には多様な構造が存在し、構造の特徴によりコアM1、コアM2、コアM3の3タイプに分類される。コアM3の合成不全は中枢神経障害を伴う先天性筋ジストロフィー症の原因となる。我々は、コアM3にリビトールリン酸(RboP)が含まれることを発見し、コアM3の構造と生合成機構を解明してきた。本研究では、O-マンノースア型糖鎖合成に関わる糖転移酵素群の機能を解析することで、多様な構造の存在意義や多様な構造をつくるメカニズムの解明を目指している。2018年度に、RboPの代わりにCDP-グリセロール(CDP-Gro)からグリセロールリン酸(GroP)が転移されることを発見し、このGroP転移反応がこれ以降の糖鎖伸長反応を阻害(コアM3糖鎖のラミニン結合糖鎖の伸長阻害)することを明らかにした。しかし、哺乳類におけるCDP-Groの存在および生合成経路は不明であった。本年度は、哺乳類におけるCDP-Groの存在を明らかにし、細胞および組織中のCDP-Groの定量分析法を確立した。さらに、類似構造のCDP-エタノールアミンを合成する酵素PCYT2がCDP-Groの合成を担っていることを明らかにした。PCYT2のノックダウンにより細胞内のCDP-Groはほとんど消失したことから、PCYT2がCDP-Groの主要合成酵素であることが示された。本課題により、哺乳類においてGroPとCTPからCDP-Groが合成されるという新しい代謝経路が明らかとなった。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (21 results)

All 2022 2021 2017 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Radboud University Medical Center(オランダ)

    • Country Name
      NETHERLANDS
    • Counterpart Institution
      Radboud University Medical Center
  • [Int'l Joint Research] Peking University First Hospital/Peking Union Medical College(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      Peking University First Hospital/Peking Union Medical College
  • [Int'l Joint Research] Baylor College of Medicine(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Baylor College of Medicine
  • [Int'l Joint Research] McGill University Health Centre(カナダ)

    • Country Name
      CANADA
    • Counterpart Institution
      McGill University Health Centre
  • [Journal Article] CDP-ribitol prodrug treatment ameliorates ISPD-deficient muscular dystrophy mouse model2022

    • Author(s)
      Tokuoka Hideki、Imae Rieko、Nakashima Hitomi、Manya Hiroshi、Masuda Chiaki、Hoshino Shunsuke、Kobayashi Kazuhiro、Lefeber Dirk J.、Matsumoto Riki、Okada Takashi、Endo Tamao、Kanagawa Motoi、Toda Tatsushi
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Pages: 1847

    • DOI

      10.1038/s41467-022-29473-4

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The structure of POMGNT2 provides new insights into the mechanism to determine the functional <i>O</i> ‐mannosylation site on α‐dystroglycan2021

    • Author(s)
      Imae Rieko、Kuwabara Naoyuki、Manya Hiroshi、Tanaka Tomohiro、Tsuyuguchi Masato、Mizuno Mamoru、Endo Tamao、Kato Ryuichi
    • Journal Title

      Genes to Cells

      Volume: 26 Pages: 485~494

    • DOI

      10.1111/gtc.12853

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] PCYT2 synthesizes CDP-glycerol in mammals and reduced PCYT2 enhances the expression of functionally glycosylated α-dystroglycan2021

    • Author(s)
      Imae Rieko、Manya Hiroshi、Tsumoto Hiroki、Miura Yuri、Endo Tamao
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: 170 Pages: 183~194

    • DOI

      10.1093/jb/mvab069

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 構造解析に基づくO-マンノース型糖鎖の生合成機構2021

    • Author(s)
      萬谷博, 今江理恵子, 桑原直之, 田中智博, 露口正人, 水野真盛, 加藤龍一, 遠藤玉夫
    • Organizer
      第40回日本糖質学会年会
  • [Presentation] タンデムリビトールリン酸含有O-マンノシルグリカンの系統的合成とその糖鎖機能2021

    • Author(s)
      田村純一, 田村敬裕, 真鍋法義, 大野詩歩, 山口芳樹, 萬谷博, 遠藤玉夫
    • Organizer
      第40回日本糖質学会年会
  • [Presentation] 間質-細胞相互作用を制御するO-マンノース型糖鎖の生合成機構2021

    • Author(s)
      萬谷博
    • Organizer
      第94回日本生化学会大会
    • Invited
  • [Presentation] CDP-エタノールアミン合成酵素PCYT2によるCDP-グリセロールの合成およびα-ジストログリカンの制御2021

    • Author(s)
      今江理恵子, 萬谷博, 津元裕樹, 三浦ゆり, 遠藤玉夫
    • Organizer
      第94回日本生化学会大会
  • [Presentation] 哺乳動物細胞におけるリビトールリン酸生合成経路の解析2021

    • Author(s)
      星野駿介, 今江理恵子, 萬谷博, 遠藤玉夫
    • Organizer
      第94回日本生化学会大会
  • [Presentation] 筋ジストロフィー症に関わる糖転移酵素POMGNT2の基質認識の分子機構2021

    • Author(s)
      露口正人, 桑原直之, 萬谷博, 今江理恵子, 田中智博, 水野真盛, 遠藤玉夫, 加藤龍一
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会
  • [Presentation] 構造・生化学から分かってきたO-マンノース型糖鎖の生合成機構2021

    • Author(s)
      萬谷博
    • Organizer
      第7回日本筋学会学術集会
    • Invited
  • [Presentation] RboP5-3GalNAcbの系統的合成と糖転移受容体機能2021

    • Author(s)
      田村純一、田村敬裕、永瀬真央、真鍋法義、大野詩歩、星野駿介、山口芳樹、萬谷博、遠藤玉夫
    • Organizer
      日本農芸化学会2022大会
  • [Presentation] CDP-エタノールアミン合成酵素PCYT2によるCDP-グリセロール生合成機構の発見およびα-ジストログリカンの機能制御2021

    • Author(s)
      今江理恵子、萬谷博、津元裕樹、三浦ゆり、遠藤玉夫
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
  • [Presentation] 哺乳類におけるリビトールリン酸産生酵素の解析2021

    • Author(s)
      星野駿介、今江理恵子、萬谷博、遠藤玉夫
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
  • [Remarks] 東京都健康長寿医療センター

    • URL

      https://www.tmghig.jp/research/index.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] O-マンノシルグリカン関連化合物および糖鎖伸長プライマーとしてのその使用2021

    • Inventor(s)
      田村純一、田村敬裕、遠藤玉夫、萬谷博、星野駿介
    • Industrial Property Rights Holder
      鳥取大学、東京都健康長寿医療センター
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2021-174154
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ジストログリカン糖鎖修飾異常に伴う疾患の治療剤及び関連酵素測定法2017

    • Inventor(s)
      戸田達史、小林千浩、金川基、遠藤玉夫、萬谷博、和田芳直、田尻道子
    • Industrial Property Rights Holder
      神戸大学、東京都健康長寿医療センター、大阪母子センター
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      7058417
  • [Patent(Industrial Property Rights)] Therapeutic agent for diseases associated with abnormalities in dystroglycan sugar chain modification and method for assaying associated enzyme2017

    • Inventor(s)
      Toda T, Manya H, et al.
    • Industrial Property Rights Holder
      Kobe Univ., et al.
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      US 11,040,087
    • Overseas

URL: 

Published: 2022-12-28  

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