2020 Fiscal Year Annual Research Report
Study for elucidation of the structures and functions of nano-sized membrane domains using glycolipid probes
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18H03942
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
安藤 弘宗 岐阜大学, 糖鎖生命コア研究所, 教授 (20372518)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 健一 岐阜大学, 糖鎖生命コア研究所, 教授 (50423059)
矢木 宏和 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 講師 (70565423)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 細胞膜ドメイン / スフィンゴ糖脂質 / ガングリオシド / 脂質ラフト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．ガングリオシドとの相互作用に基づいた脂質ラフト親和性蛋白質の同定
本研究によって開発した光親和性GM3プローブを用いて、GM3が標的とする細胞膜タンパク質の同定を検討した。糖鎖の非還元末端糖残基のシアル酸側鎖部分の末端に光親和性基を結合させた糖鎖修飾型と脂質であるセラミドの末端に結合させた脂質修飾型の二種を用いた。その結果、両種と結合する数十種のタンパク質が同定され、光反応性基の修飾部位の違いにより、同定されるタンパク質が異なることが明らかとなった。さらに、プロテオミクス解析での網羅性を向上させるための新たな光反応性基を導入した新たな分子捕捉用ガングリオシドプローブを合成した。新たなプローブは、タンパク質結合の特異性、水中安定性、光安定性に優れていることが機能評価実験により明らかになった。
２．ガングリオシドによるホモリティックな糖脂質ドメイン形成の普遍性および形成因の解明
期間全体で合成を計画している10種の蛍光プローブの内、４種の合成を完了し、計画したすべてのプローブを合成した。脂質部分の構造を改変したGM3蛍光プローブ、シアル酸部の構造を改変したGM3プローブを用いた1分子イメージングによる動態解析により、ホモ二量化の形成寿命が糖残基の水酸基、アセトアミド基、カルボキシル基、脂質部分の脂肪酸の炭素数により影響されることが明らかになった。これらの結果よりホモ二量化は、水素結合ならび疎水性相互作用の複合的な結合力により生じる現象であることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当該年度に計画した研究項目がほぼ達成された段階にあるため。また、申請段階で計画していなかったプロテオミクスを効率化する新たな光反応性官能基の開発に取り組み、本年度で完成することができた。iPS細胞の脂質ドメインの解析が予定よりも遅れている状況にあるが、上述のプローブ開発を考慮して、進捗としておおむね順調と評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度である令和3年度では、当初の計画通りに研究を実施する。なお、iPS細胞における脂質ラフトの構造解析については、共同研究者と研究の進め方について再検討し、実行可能な範囲での実験を実施する。また、一部計画を変更した光親和性プローブの開発と相互作用タンパク質の同定においては、昨年度実施した従来型の光親和性プローブによるタンパク質同定と同条件で実施し、新規プローブの有用性検証を目的とした比較検討を行う。
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