コンドロイチン硫酸の特異的硫酸化パターン形成機構とその生物学的役割

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18570125
• Research Institution: Aichi University of Education
• Principal Investigator: 羽渕 脩躬 Aichi University of Education, 教育学部, 教授 (90024067)
• Keywords: コンドロイチン硫酸 / 硫酸転移酵素 / 遺伝子ノックアウトマウス / コンドロイチン硫酸E / GalNAc4S-6ST / 骨髄由来肥満細胞 / Tryptase / Thrombin

Research Abstract

1.GalNAc4S-6ST遺伝子ノックアウトマウスの作製と,GalNAc4S-6STの機能解析。 GalNAc4S-6ST遺伝子をホモで欠損するマウスを作製した。ホモの個体は各組織におけるコンドロイチン硫酸Eの合成が消失していた。骨髄細胞由来の肥満細胞ではCS-E合成の消失,Tryptase活性の減少が観察された。
2.細胞レベルでのCS-Eの合成機構と機能解析。 C4ST-1を発現しているラットコンドロザルコーマ細胞にGalNAc4S-6ST遺伝子を導入し,CS-Eを含むプロテオグリカンを合成,分泌する細胞を作製し,この細胞がコンドロイチン硫酸Eを合成することを示した。この細胞の合成するコンドロイチン硫酸は親細胞の合成するコンドロイチン硫酸に比べて糖鎖長が約半分になっており,GalNAc4S-6STによる硫酸基の導入が糖鎖長決定に影響していることが示唆された。
3.硫酸転移酵素の細胞内局在,酵素活性の発現,基質特異性に及ぼすN-結合糖鎖の機能。 C6ST-1に付加するN-結合糖鎖を部位特異的変異導入により除いた種々の変異C6ST-1を作製し,これらの変異タンパク質の酵素活性,細胞内局在,特異性を調べ、C6ST-1のN-グリカンが酵素活性,酵素の細胞内局在,酵素の特異性に機能していることを明らかにした。
4.イカ軟骨に含まれるGalNAc4S-6STのクローニングとリコンビナント酵素の調製,その応用 リコンビナントイカのGalNAc4S-6STをCOS-7細胞で発現し,in vitroでのCS-E合成に利用した。in vitroで合成されたCS-EはThrombin活性をAntithrombin III非依存的に阻害し,Heparinとは異なる機構でThrombinを阻害することが明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] Expression of sulfotransferases involved in the biosynthesis of chondroitin sulfate E in the bone marrow derived mast cells (2008)
  • Author(s): Ohtake, S., Kondo, S., Morisaki, T., Matsumura, K., Kimata, K., and Habuchi, O.
  • Journal Title: Biochim.Biophys.Acta 1780 Pages: 687-695
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The utility of formalin-fixed paraffin-embeded tissue blocks for quantitative analysis of N-acetylgalactosamine 4-sulfate 6-O-sulfotransferase mRNA expressed by colorectal cancer cells (2007)
  • Author(s): Ito, Y., Watanabe, M., Nishizawa, T., Omachi, T., Kobayashi, T., Habuchi, O., and Nakayama
  • Journal Title: Acta Histochem.Cytochem 40 Pages: 53-59
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular cloning of squidN-acetylgalactosamine4-sulfate 6-O-sulfotransferase and synthesis of a unique chondroitin sulfate containing E-D hvbrid tetrasaccharide structure by the recombinant enzyme (2007)
  • Author(s): Yamaguchi, T., Ohtake, S., Kimata, K., and Habuchi, O.
  • Journal Title: Glycobiology 17 Pages: 1365-1376
  • Peer Reviewed
• [Presentation] N-アセチルガラクトサミン4-硫酸6-O-硫酸転移酵素の機能解析 (2007)
  • Author(s): 羽渕脩躬、大竹しおり、近藤幸子、山口照由、日下部教子、伊藤達郎、羽渕弘子、木全弘治
  • Organizer: 第80回日本生化学大会、第30回日本分子生物学会年会合同大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 20071211-15
  • Description: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [Presentation] Thrombomodulinの機能を持つ高硫酸化コンドロイチン硫酸の酵素的合成 (2007)
  • Author(s): 日下部 教子、大竹 しおり、山口 照由、羽渕 弘子、羽渕 脩躬
  • Organizer: 第80回日本生化学大会、第30回日本分子生物学会年会合同大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 20071211-15
• [Presentation] イカのリコンビナント硫酸転移酵素によるE-D4糖を含むコンドロイチン硫酸の合成 (2007)
  • Author(s): 山口照由、大竹しおり、木全弘治、羽渕脩躬
  • Organizer: 第27回日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 九州大学医学部百年講堂
  • Year and Date: 20070801-03
  • Description: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [Book] Knockout Mic eand Proteoglycans in COMPREHENSIVE GLYCOSCIENCE.(Kamerling, 7.P.etal.eds.)Vol.3, Chapter4.10, 159-191 (2007)
  • Author(s): Kimata, K., Habuchi, O., Habuchi, H., and Watanabe, H
  • Total Pages: 32
  • Publisher: Elsevier