2020 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the molecular mechanisms underlying protein-specific glycosylation and development of artificial glycoproteins
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19H03361
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
佐藤 匡史 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 准教授 (80532100)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 3次元構造 / 糖鎖修飾 / 分子メカニズム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに我々のグループでは、GlcNAc転移酵素AGO61（別名POMGnT2）がα-ジストログリカン（αDG）上に発現しているラミニン結合性糖鎖合成の初期段階に関与し、また本糖鎖合成に関わる幾つかの酵素と分子複合体を形成することを明らかにしつつある。すなわち、AGO61は複合体形成を介してこれらの酵素と協働することによって、タンパク質特異的な糖鎖修飾を実現している可能性が示唆される。
今年度の研究を通じて、我々はヒト由来AGO61の結晶構造を2.80オングストロームの分解能で決定した。その結果、AGO61は大きな触媒ドメインと小さなフィブロネクチンIII型（FN3）ドメインが約15残基のリンカーを介して繋がれた構造をとっていることが明らかになった。興味深いことに、先天性筋ジストロフィーの１つであるMDDGA8においてAGO61のFN3ドメインが欠損する変異が報告されている。FN3ドメインの機能は多様であるが、タンパク質相互作用ドメインとして機能することはよく知られている。すなわちAGO61は、FN3ドメインを介してラミニン結合性糖鎖合成に関わる他の酵素と複合体形成することで、協働的に機能しているという分子機構が想定される。あるいは、触媒ドメインと協働してFN3ドメインが基質となるαDG上のラミニン結合性糖鎖の付加部位と離れた（糖）ペプチド部分を認識しているという仕組みも想定される。
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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
本年度の研究を通じて、X線結晶構造解析法によりAGO61の3次元構造を決定することに成功している。以上の成果を総合的に判断しておおむね順調に研究は進展しているものと判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度はAGO61の機能未知のFN3ドメインと本酵素をハブとした分子複合体形成に焦点をおき、一連の生化学・物理化学的アプローチ（サイズ排除クロマトグラフィー法、表面プラズモン共鳴法、ネイティイブ超分子質量分析法、X線結晶構造解析法など）を通じて、AGO61の協働機能発現メカニズムの分子基盤を明らかにすることを目指す。こうして得られた情報を活用することによって、特定の糖鎖を目的のタンパク質に発現させる糖鎖編集技術の開発に資することができるものと期待される。
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