Multidimensional investigation of Glycopeptide-lectin interaction

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K05920
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 比能 洋 北海道大学, 先端生命科学研究院, 准教授 (70333333)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 糖ペプチド / レクチン / 相互作用

Outline of Annual Research Achievements

これまで作成した糖ペプチドライブラリに加え、購入可能な糖鎖を提示したマイクロアレイ基板を作成し、ガレクチンを中心としたレクチン類との相互作用解析を系統的に実施可能な体制を整えた。特に、O-マンノース型糖鎖を提示したマイクロアレイに対し、様々な植物レクチンを作用させた結果、従来報告されたレクチンと基質特異性が異なる相互作用パターンが観察された。特に、コアM1と呼ばれる糖鎖構造において、N-アセチルグルコサミン（GlcNAc）末端を認識するとされている有するWheat Germ Agglutinin (WGA)がGlcNAc末端を有する二糖コア構造には全く相互作用を示さずα2,3結合したシアル酸末端と相互作用を示したこと。一方で、α2,3シアル酸末端を認識することが知られているSambucus sieboldiana Agglutinin (SSA)が同じ条件下でWGAが認識したこのO-マンノース型糖鎖のα2,3シアル酸末端を認識しないことなどが明らかとなった。
この点についてNMRによる糖ペプチドの配座解析などを通じその原因の探求を開始した。特に、糖鎖コア構造の違いによりレクチンによる糖鎖末端修飾の認識パターンの変化が生じることが示唆されたことから、コア構造の違い、ペプチドとの結合状況の影響などに着目した研究を推進する。
レクチン類の糖鎖選択性は細胞生物学や糖たんぱく質の研究などにおいてその表面の糖鎖構造の予測とその構造変化に伴う生物学的考察において常用されており、ペプチド配列やペプチドに結合する糖鎖コア構造の変化に伴いレクチン類の基質特異性の変化が生じる場合、そのパターン及び原因を究明し、報告する必要があると思われる。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ペプチド配列が誘起すると思われる糖鎖ーレクチン間の相互作用パターンの変化をとらえることに成功した。

Strategy for Future Research Activity

ペプチド配列が誘起すると思われる糖鎖ーレクチン間の相互作用パターンについてNMR、SPR等を用いた詳細な構造活性相関研究を推進する。

Causes of Carryover

外部発表費用が予想よりも低く抑えられたため。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Ludwig-Maximilians-University Munich(Germany)
  • Country Name: Germany
  • Counterpart Institution: Ludwig-Maximilians-University Munich
  • # of Other Institutions: 3
• [Journal Article] The use of fluoroproline in MUC1 antigen enables efficient detection of antibodies in patients with prostate cancer (2017)
  • Author(s): Victor Somovilla, Iris Bermejo, Albuquerque, Nuria Martinez-Saez, Jorge Castro-Lopez, Fayna Garcia Martin, Ismael Companon, Hiroshi Hinou, Shin-Ichiro Nishimura, Jesus Jimenez-Barbero, Juan Asensio, Alberto Avenoza, Jesus Busto, Ramon Hurtado-Guerrero, Jesus Peregrina, Goncalo Bernardes, Francisco Corzana
  • Journal Title: Journal of the American Chemical Society Volume: 139 Pages: 18255-18261
  • DOI: 10.1021/jacs.7b09447
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Glycopeptides as Targets for Dendritic Cells: Exploring MUC1 Glycopeptides Binding Profile Towards Macrophage Galactose-Type Lectin (MGL) Orthologs (2017)
  • Author(s): Gerard Artigas, Joao Monteiro, Hiroshi Hinou, Shin-Ichiro Nishimura, Bernd Lepenies, Fayna Garcia Martin
  • Journal Title: Journal of Medicinal Chemistry Volume: 60 Pages: 9012-9021
  • DOI: 10.1021/acs.jmedchem.7b01242
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Chemical synthesis demonstrates dynamic O-glycosylation regulates folding and functional conformation of a pivotal EGF12 domain of human NOTCH1 receptor (2017)
  • Author(s): Shun Hayakawa, Yasuhiro Yokoi, Hiroshi Hinou, Shin-Ichiro Nishimura
  • Journal Title: Biochemistry Volume: 56 Pages: 4379-4391
  • DOI: 10.1021/acs.biochem.7b00372
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthetic Mucin-like Glycopeptides as Versatile Tools to Measure Effects of Glycan Structure/Density/Position on Interaction with Adhesion/Growth-regulatory Galectins in Arrays (2017)
  • Author(s): Gerard Artigas, Hiroshi Hinou, Fayna Garcia-Martin, Hans-Joachim Gabius, Shin-Ichiro Nishimura
  • Journal Title: Chemistry: An Asian Journal Volume: 12 Pages: 159-167
  • DOI: 10.1002/asia.201601420
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Microarray and NMR Study of Core M1 Glycan Modified α-Dystroglycan Fragments (2018)
  • Author(s): Hiroshi Hinou
  • Organizer: International Congress on Pure and Applied Chemistry 2018
  • Int'l Joint Research / Invited