2021 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanisms of cancer and Alzheimer's disease involving glycan branching
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20H03207
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
木塚 康彦 岐阜大学, 糖鎖生命コア研究所, 准教授 (20564743)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中嶋 和紀 岐阜大学, 糖鎖生命コア研究所, 准教授 (10442998)
中の 三弥子 広島大学, 統合生命科学研究科(先), 准教授 (40397724)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 糖鎖 / 糖転移酵素 / bisecting GlcNAc / がん / アルツハイマー病 / GnT-III (MGAT3) / GnT-V (MGAT5) |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、bisecting GlcNAc、beta1,6分岐の2つのN型糖鎖構造が標的タンパク質選択的に発現する機構、bisecting GlcNAcがタンパク質のリソソーム移行を抑制する機構を解明し、これらの糖鎖を合成するGnT-III, GnT-Vの阻害剤をデザインする。具体的には、1) 特異的レクチンを用いた標的糖タンパク質の網羅的同定、2) bisecting GlcNAcのリソソーム移行を制御する分子の同定、3) 構造をもとにしたGnT-Vのタンパク質選抜機構の解明、4) GnT-III, GnT-Vの阻害剤の開
発、の4つの項目で研究を推進する。1)については、E4-PHAレクチンビーズを用いて脳より複数の標的糖タンパク質の同定に成功し、成果を学術論文として発表した(Ohkawa et al., Int. J. Mol. Med.)。さらに、GnT-IIIおよびGnT-Vの腎臓での基質タンパク質の同定に成功した。3)では、GnT-Vが標的タンパク質を選択するための新たな非触媒ドメイン(Nドメイン)を見出し、成果を学術論文として発表した(Ohsuka et al., J. Biol. Chem.)。またGnT-Vについて、分泌による新たな活性制御機構を見出した。さらに、類縁酵素であるGnT-IVについて、酵素活性に関わる非触媒ドメインがあることを新たに同定した。4)については、有機合成したGnT-Vの活性阻害剤候補物質10種類の解析結果について、学術論文に発表した(Vibhute et al., BBA Gen. Subj.)。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
現在までに、大きく分けて以下3つの知見を得ている。1)E4-PHAビーズを用いて脳より複数の標的糖タンパク質の同定に成功し、学術論文としてInt. J. Mol. Sci.誌に発表した。2)GnT-Vが標的タンパク質を選択するための新たなドメインを見出し、学術論文としてJ. Biol. Chem.誌に発表した。3)GnT-Vの活性阻害剤の候補と考えられるUDP-GlcNAcのアナログを合成し、学術論文としてBBA Gen. Subj.誌に発表した。
これらは当初の計画で予定していた内容であり、いずれも学術論文として当初予定よりも早い段階で発表できている。さらに、類縁酵素であるGnT-IVに関する新たな知見、またGnT-Vの分泌に関する新たな知見が得られており、いずれも学術論文を投稿済みである。以上から、本研究は当初の計画以上に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、bisecting GlcNAc、beta1,6分岐の2つの糖鎖が標的タンパク質選択的に発現する機構、bisecting GlcNAcがタンパク質のリソソーム移行を抑制する機構を解明し、これらの糖鎖を合成するGnT-III, GnT-Vの阻害剤をデザインする。具体的には、1) 特異的レクチンを用いた標的糖タンパク質の網羅的同定、2)bisecting GlcNAcのリソソーム移行を制御する分子の同定、3) 構造をもとにしたGnT-Vのタンパク質選抜機構の解明、4) GnT-III, GnT-Vの阻害剤の開発、の4つの項目で研究を推進する。1)については、腎臓において同定したGnT-III、およびGnT-Vの標的タンパク質について、その選択性メカニズムの解析、および機能解析を行う。3)では、類縁酵素であるGnT-IVaにおいて発見した新たなドメインについての機能・構造解析を行い、論文化する。さらに、アイソザイムであるGnT-IVaとIVbのタンパク質選択性の違いについての解析を行い、論文化する。4)GnT-Vの活性阻害剤候補として、共同研究により新たな化合物を合成する。
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