2012 Fiscal Year Annual Research Report
アセチルグルコサミン糖鎖サイクルの生体制御機構の解析
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20249018
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
谷口 直之 独立行政法人理化学研究所, システム糖鎖生物学研究グループ, グループディレクター (90002188)
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| Project Period (FY) |
2008-04-08 – 2013-03-31
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| Keywords | 糖鎖修飾 / 糖ヌクレオチド / 糖転移酵素 |
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| Research Abstract |
本研究は「糖鎖サイクル」という糖鎖の一生を統合的かつ動的にとらえる概念を提案し、疾患との関わりについて明らかにすることを目的とする。
最終年度は、昨年度までに検討した複合糖質の質量同位体分布解析法により、糖ヌクレオチドがどの糖鎖にどの程度取り込まれたか、その全貌を追跡した。糖鎖の合成過程が少ないハイマンノース型N型糖鎖は複合型糖鎖に比べて高いラベル効率を示したことから、これらの結果は糖鎖の合成速度を反映することがわかった。合成過程がシンプルなヒアルロン酸、O型糖鎖は合成速度が速かった。N型糖鎖の分岐の程度、シアル酸の結合様式の違いにおいて差は認められず、予想に反して、コアフコースを有するN型糖鎖は合成速度が速いこともわかった。
神経芽細胞腫細胞株からGlcNAc転移酵素(GnT-IX)の酵素活性調節因子（エクトヌクレオチドピロホスファターゼ／ホスホジエステラーゼ3: ENPP3）を同定した。その酵素学的な解析から、ENPP3によりUDP-GlcNAcが加水分解されて生じるUMPが、UDP-GlcNAcに対する競争的阻害因子として働いてGnT-IXの活性を阻害していることを明らかにした。
GnT-IIIとコアフコース転移酵素(FuT-8)において補完的な機構があることを突き止めた。具体的にはFut-8欠損マウスの繊維芽細胞や血清中の免疫グロブリンの糖鎖を定量解析した結果、GnT-IIIにより作られるバイセクティングGlcNAcを有する糖鎖が3倍に増加していた。野生型に比べてGnT-IIIの発現に関わるmRNAが3倍に、その酵素活性も8倍に増加していた。原因を解明するため、Fut8欠損MEF細胞の遺伝子変化を調べたところ、同細胞内でシグナル伝達物質であるWntのターゲット遺伝子群が増加していること、また遺伝子の転写を活性化するβカテニンが蓄積していることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Identification of Ectonucleotide Pyrophosphatase/Phosphodiesterase 3 (ENPP3) as a Regulator of N-Acetylglucosaminyltransferase GnT-IX (GnT-Vb).2014
Author(s)
Korekane H, Park JY, Matsumoto A, Nakajima K, Takamatsu S, Ohtsubo K, Miyamoto Y, Hanashima S, Kanekiyo K, Kitazume S, Yamaguchi Y, Matsuo I, Taniguchi N.
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Journal Title
J. Biol. Chem.
Volume: 288(39)
Pages: 27912-27926
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A Single Dose of LPS into Mice with Emphysema Mimics Human COPD Exacerbation as Assessed by Micro-CT.2013
Author(s)
Kobayashi S, Fujinawa R, Ota F, Kobayashi S, Angata T, Ueno M, Maeno T, Kitazume S, Yoshida K, Ishii T, Gao C, Ohtsubo K, Yamaguchi Y, Betsuyaku T, Kida K, Taniguchi N.
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Journal Title
Am. J. Respir. Cell Mol. Biol.
Volume: 49(6)
Pages: 971-7
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Loss of branched O-mannosyl glycans in astrocytes accelerates remyelination.2013
Author(s)
Kanekiyo K, Inamori K, Kitazume S, Sato K, Maeda J, Higuchi M, Kizuka Y, Korekane H, Matsuo I, Honke K, Taniguchi N.
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Journal Title
J. Neurosci.
Volume: 33(24)
Pages: 10037-10047
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Soluble amyloid precursor protein 770 is released from inflamed endothelial cells and activated platelets: a novel biomarker for acute coronary syndrome.2012
Author(s)
Kitazume S, Yoshihisa A, Yamaki T, Oikawa M, Tachida Y, Ogawa K, Imamaki R, Hagiwara Y, Kinoshita N, Takeishi Y, Furukawa K, Tomita N, Arai H, Iwata N, Saido T, Yamamoto N, Taniguchi N.
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Journal Title
J. Biol. Chem.
Volume: 287(48)
Pages: 40817-25
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] α1,6-Fucosyltransferase (Fut8) is implicated in vulnerability to elastase-induced emphysema in mice and a possible non-invasive predictive marker for disease progression and exacerbations in chronic obstructive pulmonary disease (COPD).2012
Author(s)
Kamio K, Yoshida T, Gao C, Ishii T, Ota F, Motegi T, Kobayashi S, Fujinawa R, Ohtsubo K, Kitazume S, Angata T, Azuma A, Gemma A, Nishimura M, Betsuyaku T, Kida K, Taniguchi N.
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Journal Title
Biochem. Biophys. Res. Commun.
Volume: 424(1)
Pages: 112-117
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Sensitivity of Heterozygous α1,6-Fucosyltransferase Knock-out Mice to Cigarette Smoke-induced Emphysema: IMPLICATION OF ABERRANT TRANSFORMING GROWTH FACTOR-β; SIGNALING AND MATRIX METALLOPROTEINASE GENE EXPRESSION.2012
Author(s)
Gao C, Maeno T, Ota F, Ueno M, Korekane H, Takamatsu S, Shirato K, Matsumoto A, Kobayashi S, Yoshida K, Kitazume S, Ohtsubo K, Betsuyaku T, Taniguchi N
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Journal Title
J. Biol. Chem.
Volume: 287(20)
Pages: 16699-16708
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Structural Characterization of Monosialo-, Disialo- and Trisialo-gangliosides by Negative Ion AP-MALDI-QIT-TOF Mass Spectrometry with MS(n) Switching.2012
Author(s)
Ito E, Tominaga A, Waki H, Miseki K, Tomioka A, Nakajima K, Kakehi K, Suzuki M, Taniguchi N, Suzuki A.
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Journal Title
Neurochem. Res.
Volume: 37(6)
Pages: 1315-1324
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Integrated approach toward the discovery of glyco-biomarkers of inflammation-related diseases.2012
Author(s)
Angata T, Fujinawa R, Kurimoto A, Nakajima K, Kato M, Takamatsu S, Korekane H, Gao CX, Ohtsubo K, Kitazume S, Taniguchi N.
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Journal Title
Ann. NY Acad. Sci.
Volume: 1253(1)
Pages: 159-169
DOI
Peer Reviewed
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